IGC
DOC 13/12
ROZVODY KYSLÍKU A POTRUBNÍ SYSTEMY
IGC Doc13/12/CZ Revize dokumentu IGC Doc 13/02
Odborný překlad proveden pracovní skupinou PS-1 ČATP
EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION (EVROPSKÁ ASOCIACE PRŮMYSLOVÝCH PLYNŮ) AVENUE DES ARTS 3-5 B – 1210 BRUSSELS Tel : +32 2 217 70 98 Fax : +32 2 219 85 14 E-mail :
[email protected] Internet : http://www.eiga.eu ČESKÁ ASOCIACE TECHNICKÝCH PLYNŮ U Technoplynu 1324, 198 00 Praha 9 Tel: +420 272 100 143 Fax: +420 272 100 158 E-mail :
[email protected] Internet : http://www.catp.cz/
1
IGC
DOC 13/12
ROZVODY KYSLÍKU A POTRUBNÍ SYSTEMY
KLÍČOVÁ SLOVA
POTRZBNÍ SYSTEM
KYSLÍK
KRITERIA
BEZPEČNOST
NORMY A PŘEDPISY
Odmítnutí odpovědnosti Veškeré technické publikace EIGA, nebo vydané jménem EIGA, včetně praktických manuálů, bezpečnostních postupů a jakýchkoliv dalších technických informací, obsažených v těchto publikacích, byly převzaty ze zdrojů, o které považujeme za spolehlivé a které se zakládají na odborných informacích a zkušenostech, aktuálně dostupných u členů asociace EIGA a dalších, k datu jejich vydání. I když asociace EIGA doporučuje svým členům používat své publikace nebo se na ně odkazovat, je používání publikací asociace EIGA nebo odkaz na tyto publikace členy asociace nebo třetími stranami čistě dobrovolné a nezávazné. Proto asociace EIGA a členové asociace EIFA neposkytují žádnou záruku za výsledky a nepřebírají žádný závazek či odpovědnost v souvislosti s referencemi a s použitím informací a doporučení obsažených v publikacích asociace EIGA. Asociace EIGA nemá žádnou kontrolu nad čímkoli, pokud se jedná o provádění nebo neprovádění výkonu, chybnou interpretaci informací, správné nebo nesprávné používání jakýchkoli informací a doporučení obsažených v publikacích a\sociace EIGA., ze strany osob nebo organizačních jednotek (včetně členů asociace EIGA) a asociace EIGA výslovně neuzná v této souvislosti jakoukoli odpovědnost. Publikace asociace EIGA jsou pravidelně revidovány a uživatelé jsou upozorňováni, aby si opatřili poslední vydání.
© EIGA 2012 – EIGA uděluje povolení k reprodukci této publikace za předpokladu, že Asociace bude uvedena jako zdroj
EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION Avenue des Arts 3-5 B 1210 Brussels Tel +32 2 217 70 98 Fax +32 2 219 85 14
2
IGC
DOC 13/12
Obsah 1
Úvod .......................................................................................................................................................... 1
2
Rozsah a účel ........................................................................................................................................... 1
3
Definice ..................................................................................................................................................... 2
4
Filozofie návrhu ......................................................................................................................................... 4 4.1 Obecná kritéria ................................................................................................................................. 4 4.2 Kompatibilita materiálů pro provoz s kyslíkem ................................................................................. 6 4.2.1 Hořlavost materiálu ...................................................................................................................... 6 4.2.2 Mechanismus vznícení a zapalovací řetězec .............................................................................. 6 4.2.3 Analýza nebezpečí a vyhodnocení rizika u kyslíku...................................................................... 7 4.3 Volba kovů ........................................................................................................................................ 7 4.3.1 „Hraniční“ tlaky z hlediska rychlosti pro kyslík se standardní čistotou ......................................... 8 4.3.2 Atmosféry obohacené kyslíkem se sníženou čistotou ................................................................. 8 4.3.3 Atmosféry kyslíku o velmi vysoké čistotě (UHP – Ultra high purity) ............................................ 9 4.4 Kritéria rychlosti a tlaku plynu ........................................................................................................ 10 4.4.1 Obecně....................................................................................................................................... 10 4.4.2 Křivka rázové rychlosti a výběr kovového materiálu pro potrubí a zařízení .............................. 10 4.4.3 Rychlostní omezení v místech, kde nedochází k nárazům ....................................................... 11 4.5 Nekovové materiály ........................................................................................................................ 12 4.5.1 Vlastnosti a rizika ....................................................................................................................... 12 4.5.2 Konstrukční postupy a výběr materiálu ...................................................................................... 13 4.6 Potrubní systémy............................................................................................................................ 14 4.6.1 Podzemní potrubní systémy ...................................................................................................... 14 4.6.2 Nadzemní potrubní systémy ...................................................................................................... 15 4.6.3 Značkovače potrubí ................................................................................................................... 15 4.6.4 Katodická ochrana ..................................................................................................................... 15 4.7 Rozmístění, dálkově ovládaný provoz, použití bariér .................................................................... 16
5
Potrubí, ventily a zařízení ....................................................................................................................... 16 5.1 Všeobecná kritéria .......................................................................................................................... 16 5.1.1 Kritéria výběru materiálu ............................................................................................................ 16 5.2 Potrubí a armatury.......................................................................................................................... 16 5.2.1 Místa nárazů .............................................................................................................................. 16 5.2.2 Místa bez nárazu ....................................................................................................................... 17 5.2.3 Specifická umístění potrubí ........................................................................................................ 17 5.3 Ventily ............................................................................................................................................. 19 5.3.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 19 5.3.2 Funkce ventilu ............................................................................................................................ 19 5.3.3 Typy ventilů ................................................................................................................................ 21 5.3.4 Ventilová těsnění a těsnící materiály ......................................................................................... 23 5.3.5 Jiné možné zdroje vznícení ve ventilech ................................................................................... 23 5.4 Zařízení .......................................................................................................................................... 23 5.4.1 Kónické sítové filtry .................................................................................................................... 24 5.4.2 Sítové filtry typu Y ...................................................................................................................... 24 5.4.3 Filtry ........................................................................................................................................... 24 5.4.4 Zařízení na měření průtoku........................................................................................................ 25 5.4.5 Průtržné membrány ................................................................................................................... 26 5.4.6 Izolační spoje ............................................................................................................................. 26 5.4.7 Pružné spoje .............................................................................................................................. 27 5.4.8 Různé položky (prvky) zařízení.................................................................................................. 28 5.4.9 Ochranné systémy ..................................................................................................................... 28 5.4.10 Výměníky tepla ...................................................................................................................... 29 5.5 Maziva ............................................................................................................................................ 29
6
Čištění ..................................................................................................................................................... 29 6.1 Všeobecné požadavky ................................................................................................................... 29 6.1.1 Strategie čištění ......................................................................................................................... 29 6.1.2 Standard čistoty ......................................................................................................................... 30 6.1.3 Metody čištění ............................................................................................................................ 30 6.1.4 Komponenty potrubního systému .............................................................................................. 31
3
IGC
DOC 13/12
6.1.5 Svařování ................................................................................................................................... 31 6.1.6 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 31 6.1.7 Instalace vybavení potrubí ......................................................................................................... 31 6.2 Specifikace a výroba materiálu potrubního vedení ........................................................................ 31 6.2.1 Všeobecné požadavky ............................................................................................................... 31 6.2.2 Sbírky norem a normy................................................................................................................ 31 6.2.3 Výrobní proces ........................................................................................................................... 32 6.2.4 Tepelné zpracování ................................................................................................................... 32 6.2.5 Hydrostatická zkouška ............................................................................................................... 32 6.3 Předem vyčištěné potrubí............................................................................................................... 32 6.3.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 32 6.3.2 Výroba potrubí ........................................................................................................................... 32 6.3.3 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 32 6.3.4 Konečná úprava vnitřního povrchu ............................................................................................ 33 6.3.5 Příprava k expedici .................................................................................................................... 34 6.3.6 Udržování čistoty ....................................................................................................................... 34 6.3.7 Konečné čištění ......................................................................................................................... 35 6.3.8 Zkouška těsnosti a profukování ................................................................................................. 35 6.4 Čištění po provedení instalace ....................................................................................................... 35 6.4.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 35 6.4.2 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 36 6.4.3 Konečná úprava vnitřního povrchu ............................................................................................ 36 6.4.4 Udržování čistoty ....................................................................................................................... 36 6.4.5 Zkouška těsnosti a vyfukování ................................................................................................... 36 6.5 Kontrola .......................................................................................................................................... 36 6.5.1 Postup ........................................................................................................................................ 36 6.5.2 Vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA) .................................................................. 36 6.5.3 Kritéria přejímky ......................................................................................................................... 37 6.5.4 Nápravná činnost ....................................................................................................................... 37 6.5.5 Těsnění, profukování a monitorování ........................................................................................ 37 6.6 Záznamy ......................................................................................................................................... 37 7
Montáž .................................................................................................................................................... 37 7.1 Všeobecná kritéria .......................................................................................................................... 37 7.2 Montážní plán ................................................................................................................................. 38 7.3 Montáž potrubí a svařování ............................................................................................................ 38 7.3.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 38 7.3.2 Kvalifikace .................................................................................................................................. 39 7.3.3 Podložné prstence ..................................................................................................................... 39 7.3.4 Příprava pro svařování ............................................................................................................... 39 7.3.5 Svařovací požadavky na materiály ............................................................................................ 39 7.4 Montáž a instalace ......................................................................................................................... 39 7.4.1 Vyrovnání ................................................................................................................................... 39 7.4.2 Přírubové spoje .......................................................................................................................... 40 7.4.3 Izolační spoje ............................................................................................................................. 40 7.4.4 Závitové spoje ............................................................................................................................ 41 7.4.5 Ventily ........................................................................................................................................ 41 7.4.6 Podpěry, žlaby a ukotvení .......................................................................................................... 41 7.5 Kontrola a zkoušení ........................................................................................................................ 42 7.6 Nedestruktivní testování – Defektoskopie ...................................................................................... 42 7.6.1 Tlaková zkouška ........................................................................................................................ 42 7.6.2 Zkoušení rentgenovými paprsky ................................................................................................ 43 7.7 Dokumentace ................................................................................................................................. 43
8
Projektování a stavba řídicích stanic ...................................................................................................... 43 8.1 Funkce ............................................................................................................................................ 43 8.2 Stručné pokyny k projektování ....................................................................................................... 43 8.2.1 Uzavírací ventily pro případ nouze ............................................................................................ 44 8.2.2 Izolační ventily ........................................................................................................................... 44 8.2.3 Škrticí klapky a ventily procesu řízení ........................................................................................ 44 8.2.4 Filtry a sítkové filtry .................................................................................................................... 44 8.2.5 Průtokoměry ............................................................................................................................... 44 8.2.6 Regulace průtoku a tlaku ........................................................................................................... 45 8.2.7 Skladování plynu ........................................................................................................................ 45
4
IGC
DOC 13/12
8.2.8 Regulace přetoku nebo odvětrání .............................................................................................. 45 8.2.9 Ventily odlehčení tlaku a odvzdušňovací ventily........................................................................ 45 8.2.10 Přístroje ................................................................................................................................. 45 8.3 Normy a konstrukční předpisy ........................................................................................................ 46 8.4 Materiály ......................................................................................................................................... 46 8.5 Bariéry nebo zábrany ..................................................................................................................... 46 8.5.1 Kritéria požadavků na bariéry .................................................................................................... 46 8.5.2 Kritéria návrhu ............................................................................................................................ 46 8.5.3 Požadavky na provoz ................................................................................................................. 47 8.6 Umístění ......................................................................................................................................... 47 8.7 Zemnění ......................................................................................................................................... 49 8.8 Montáž ............................................................................................................................................ 49 8.9 Instalace ......................................................................................................................................... 49 8.10 Zkoušky .......................................................................................................................................... 49 8.10.1 Zkoušení po montáži ............................................................................................................. 49 8.10.2 Zkoušení po instalaci ............................................................................................................. 49 8.11 Uvedení do provozu ....................................................................................................................... 49 8.11.1 Bezpečnost ............................................................................................................................ 50 8.11.2 Postup .................................................................................................................................... 50 8.11.3 Filtry ....................................................................................................................................... 50 8.12 Provoz ............................................................................................................................................ 50 9
Provoz, monitorování a údržba ............................................................................................................... 51 9.1 Všeobecné bezpečnostní pokyny .................................................................................................. 51 9.1.1 Pracovníci obsluhy a údržby ...................................................................................................... 51 9.1.2 Ovládání izolačních ventilů ........................................................................................................ 51 9.1.3 Svařování a řezání ..................................................................................................................... 52 9.1.4 Obohacení kyslíkem a nedostatek kyslíku................................................................................. 52 9.1.5 Odstavení/spuštění potrubních vedení a potrubních systémů .................................................. 52 9.1.6 Odvětrávání a snižování tlaku.................................................................................................... 53 9.1.7 Profukování ................................................................................................................................ 53 9.1.8 Nástroje ...................................................................................................................................... 53 9.2 Uvedení potrubního vedení, potrubí a stanic do provozu .............................................................. 54 9.3 Provoz a monitorování ................................................................................................................... 54 9.4 Informace třetím stranám, práce v sousedství s potrubními vedeními a aktualizace dokumentů . 54 9.4.1 Všeobecně ................................................................................................................................. 54 9.4.2 Tok informací ............................................................................................................................. 54 9.4.3 Souhrn prací............................................................................................................................... 55 9.4.4 Záznamy .................................................................................................................................... 55 9.4.5 Aktualizace výkresů potrubního vedení ..................................................................................... 55 9.5 Speciální prohlídky ......................................................................................................................... 55 9.6 Poškození systému potrubního vedení .......................................................................................... 55 9.6.1 Netěsnosti .................................................................................................................................. 55 9.6.2 Opětné potvrzení platnosti ......................................................................................................... 56
10
Všeobecná ochranná opatření ................................................................................................................ 56 10.1 Plán odezvy na krizové situace ...................................................................................................... 56 10.1.1 Spolupráce s veřejnými orgány a dalšími odbornými poradci ............................................... 56 10.1.2 Popis systému potrubního vedení ......................................................................................... 56 10.1.3 Řídící střediska ...................................................................................................................... 56 10.1.4 Oznámení události (nehody) ................................................................................................. 56 10.1.5 Postup varování ..................................................................................................................... 56 10.1.6 Odstavení potrubí .................................................................................................................. 56 10.1.7 Vybavení pro nouzové případy .............................................................................................. 57 10.1.8 Nápravná činnost ................................................................................................................... 57 10.1.9 Potrubní vedení s katodickou ochranou ................................................................................ 57 10.1.10 Formulář zprávy o nehodě ..................................................................................................... 57 10.1.11 Cvičení pro případ krizové situace ........................................................................................ 57 10.2 Zdroje energie a údery blesku ........................................................................................................ 57 10.3 Požár .............................................................................................................................................. 58 10.4 Nebezpečí plynoucí z nedostatku kyslíku a předběžná opatření ................................................... 58 10.5 Zprava o nehodě a škodách ........................................................................................................... 59 10.6 Systém řízení bezpečnosti ............................................................................................................. 59 10.6.1 Oznámení úřadům a konzultace ohledně trasy ..................................................................... 59
5
IGC 10.6.2 10.6.3 10.6.4 10.6.5 10.6.6 10.6.7 10.6.8 10.6.9 10.6.10 10.6.11
DOC 13/12 Návrh (projekt) a stavba ........................................................................................................ 59 Systémy odstavení ................................................................................................................ 59 Provoz .................................................................................................................................... 59 Kontrola překážek od třetí strany........................................................................................... 60 Údržba a kontrola .................................................................................................................. 60 Hlavní politika prevence nehod a systémy řízení bezpečnosti .............................................. 60 Plánování pro nouzové případy ............................................................................................. 60 Informace pro veřejnost a zainteresované strany ................................................................. 60 Plánování využití půdy ........................................................................................................... 61 Ohlašování nehod.................................................................................................................. 61
Dodatek A – Popis zkušební metody hoření s podporovaným vznícením ...............................................61 Dodatek B – Mechanismus potenciálního vznícení ..................................................................................63 Dodatek C – Tabulka jmenovitých složení slitin a rozsahů ......................................................................64 Dodatek D – Tabulka vyňatých tlaků a minimální tloušťky .......................................................................65 Dodatek E – Tabulka minimálních bezpečných vzdáleností ....................................................................66 Dodatek F – Příklad programu preventivní údržby ...................................................................................67
6
IGC
DOC
13/12
1
Úvod
Tuto publikaci připravila skupina specialistů v oboru kyslíkových potrubních systémů. Tato skupina představuje hlavní výrobce kyslíku v různých zemích Evropy a Severní Ameriky. Tato publikace je založena na technických informacích a zkušenostech, které mají autoři v současné době k dispozici. Společnosti průmyslových plynů se prostřednictvím Rady pro mezinárodní harmonizaci (IHC), složené z Asijské asociace průmyslových plynů (AIGA), Asociace pro stlačený plyn (CGA) a Evropské asociace průmyslových plynů (EIGA), Japonské asociace průmyslových a medicinálních plynů (JIMGA) zapojily do procesu vývoje harmonizovaných bezpečnostních postupů a tato publikace je jedním z nich. Nicméně je nutné konstatovat, že provoz kyslíkových potrubních systémů, které byly vyvinuté během 40 let v různých zemích Evropy a Severní Ameriky, přinesl srovnatelné bezpečnostní data, přestože národní postupy vykazují mnoho odlišností, pokud se jedná o návrh a provoz. Některé národní úřady také zavedly legislativu, která je v těchto zemích pro uvedené provozní činnosti povinná. Údaje uvedené v tomto dokumentu platí pouze pro budoucí instalace a ne pro instalace stávající. Nicméně údaje v tomto dokumentu uvedené mohou pomoci u stávajících instalací nebo u instalací, které jsou v projektové fázi. Publikace nenahrazuje národní zákony doporučené postupy uvedené v této publikaci.. Autoři nečiní žádná oficiální prohlášení ani neposkytují záruky ohledně uvedených informací nebo ohledně kompletnosti tohoto dokumentu a odmítají jakékoliv záruky vyjádřené nebo předpokládané, kromě jiného záruku prodejnosti a záruku o způsobilosti pro určité použití nebo určitý účel. V tomto dokumentu se používají jednotky ISO a v závorkách jsou uvedené odpovídající britské jednotky. Odpovídající jednotky mohou být přibližné.
2
Rozsah a účel
Do rozsahu tohoto dokumentu přísluší kovová kyslíková potrubí, systémy rozvodných a přenosových potrubních vedení a plynové potrubní systémy ve vnějších provozech (zařízeních) na separaci vzduchu vedoucích k chladicí skříni. Rozsah je omezen na plynný kyslík v rozsahu teplot mezi -30 °C a 200 °C (-22 °F a 400 °F), tlaky až do 21 MPa (3000 psig) a teplotu rosného bodu -30 °C (-22 °F) nebo nižší v závislosti na místních podmínkách. Tento dokument se nevztahuje na následující procesy: Zařízení na plnění kyslíkových lahví. Potrubní zařízení na lékařský (medicinální) kyslík. Interní potrubí chladicí skříně. Kyslíkové kompresorové jednotky. Odpařovače kapalného kyslíku. Kyslíková zařízení o velkých objemech (kapalina nebo plyn o vysokém tlaku) na stanovišti zákazníka až k místu, kde plyn vstupuje do distribučních systémů. Potrubí na specializovaných zařízeních a strojích, jako je tomu u čištění plamenem, tryskovému děrování atd. Účelem této publikace je více porozumět souvislostem, které se týkají bezpečného provedení návrhu, provozu a údržby přenosových a distribučních potrubních systémů plynného kyslíku. Tato publikace není určena k tomu, aby se stala nějakou povinnou normou nebo sbírkou norem. Některé z postupů představují konzervativní kompromisy a nejsou zde uvedeny všechny situace. Konstruktér je upozorněn na to, že tento dokument není kompletní konstrukční příručkou a neodstraňuje nutnost kompetentního technického posuzování a interpretace. Navrhuje se, aby uživatel přezkoumal každé specifické problémy nebo záležitosti se svým dodavatelem kyslíku, který by měl být schopen poskytnout radu a poučení.
1
IGC
DOC
13/12 Přestože technické údaje poskytnuté v tomto dokumentu nejsou považované za povinné, často se zde v tomto dokumentu používá slovo „musí“. Použití slova „musí“ představuje důležitou okolnost, tedy že nějaký příslušný způsob, na který je zde v tomto dokumentu proveden odkaz, se musí dodržet z bezpečnostních důvodů. Použití slova „měl by“ znamená, že způsob, na který se zde odkazuje, se obvykle používá, ale připouští, že se někdy používají jiné bezpečnostní postupy.
3
Definice
Rozvodné potrubí Potrubí a obsažené komponenty ve vlastnictví (obecně ve vlastnictví zákazníka) na místě použití kyslíku.
Potrubí zařízení Potrubí v rámci zařízení na výrobu kyslíku.
Přenosová potrubí Potrubí mezi hranicí zařízení na výrobu kyslíku a hranicí rozvodného potrubního vedení včetně potrubí, které je vedeno přes veřejné pozemky a přes pozemky třetí strany.
Plynný kyslík Plyn, který obsahuje více než 23,5 objemových % kyslíku (přičemž zbytek jeho komponent jsou inertní plyny).
Tepelně odolné slitiny Tepelně odolné slitiny jsou technické slitiny, které poté, co byly vystaveny vznícení, buď nevzplanou nebo projeví reakci uhašení hoření, což má za následek minimální tepelné poškození . Kov používaný při výjimečném tlaku nebo nižším pro definovanou soustavu provozních podmínek včetně čistoty kyslíku, teploty a minimální tloušťky materiálu by měl být za těchto podmínek považovaný za „tepelně odolnou slitinu“. Příklady kovů, které jsou vysoce tepelně odolné, a proto projevují vysoké „ hraniční“ tlaky , jsou měď, nikl a slitiny měď/nikl jako Monel. Jiné technické slitiny jako nerezová ocel mohou prokazovat kolísavé stupně tepelné odolnosti v závislosti na tlaku kyslíku, čistotě kyslíku, teplotě, konfiguraci zařízení, uspořádání potrubí a tloušťce kovu.
Hraniční tlak Hraniční tlak í je maximální tlak, při kterém materiál nepodléhá omezením rychlosti v ovzduší obohaceném kyslíkem, kde může dojít k působení (vlivu) částic. Při tlacích nižších než „hraniční“ tlakse považují vznícení a šíření hoření za nepravděpodobné na základě mechanismu vznícení uvedeném v tomto dokumentu. Hraniční tlaky slitin uvedených v dodatku D jsou založené na průmyslových zkušenostech a za podmínek používaných pro testování podporovaného hoření (spalování) podle ASTM G124, zkušební metody pro určení chování spalování (hoření) technických materiálů v atmosféře obohacené kyslíkem [1]. POZN.: Mohou se používat materiály nad hraničním tlakem za předpokladu, že hodnoty rychlosti tlaku jsou nižší než křivky na Obrázcích 2 a 3 nebo že vyhodnocení rizika prokázalo, že vznícení je nepravděpodobné nebo se může zmírnit za pomoci jiných bezpečnostních opatření.
„Kyslíkové“ materiály Za účelem tohoto dokumentu jsou „kyslíkové“ materiály technické slitiny, které nepodléhají žádným omezením rychlosti kyslíku v rámci definovaných mezních hodnot tlaku, tloušťky materiálu a čistoty kyslíku. V Dodatku C a Dodatku D je identifikováno složení specifických slitin spolu s jejich omezeními tloušťky a „hraničními“ tlaky pro kyslík.
2
IGC
DOC
13/12 Slitiny mědi Slitiny na bázi mědi, které se používají u komponentů potrubních systémů kyslíku, obecně obsahují minimálně 55 hmotnostních % mědi. V této skupině jsou zahrnuté mědi, mosazi (jedná se o slitinu mědi primárně se zinkem), bronzy (jedná se o slitinu mědi s hliníkem, křemíkem, manganem, cínem, olovem atd.) a mědi-niklové slitiny (jedná se o slitinu mědi s niklem). Tyto slitiny měly vynikající historii aplikace v rámci provozu s kyslíkem. Je však třeba být obezřetnými v případě použití hliníkových bronzů. Hliníkové bronzy, které obsahují více než 2,5 % a až do 11 % hliníku (bráno podle hmotnosti) se ve velké míře používaly pro odlévané komponenty (např. pro těla ventilů, potrubní armatury atd.) pro provoz potrubních kyslíkových vedení mnoho let bez významné historie poruch. Nicméně se nedoporučuje používat hliníkový bronz, protože zkoušky hořlavosti (zápalnosti) prokazují, že při vznícení budou podporovat hoření dokonce i při nízkém tlaku. Obsah hliníku ve slitinách mědi by měl být omezen do 2,5 % (podle hmotnosti).
Slitiny niklu
Slitiny na bázi niklu, které se používají u komponentů přenosových potrubních systémů kyslíku, obsahují nejméně 50 hmotnostních % niklu, přičemž se používalo obsahu niklu až do 99+ hmotnostních %. Nicméně některé tabulky slitin niklu mohou uvádět slitiny s obsahem niklu jen 30 hmotnostních %. Obecně je tedy možno konstatovat, že čím vyšší je kombinovaný obsah niklu a mědi, tím vyšší je tepelná odolnost takové slitiny. Může být také prospěšná kombinace niklu a kobaltu. Následují některé z hlavních skupin slitin niklu a příslušné příklady každé z nich: nikl (Nikl 200), niklměď (Monel-400 a Monel-500), nikl-chrom (Inconel 600 a Inconel X-750) a nikl-chrom-molybden (Hastelloy C-276 a Inconel 625).
Slitiny nerezové oceli Železné slitiny se stanou nerezovými slitinami tehdy, pokud jejich obsah chrómu je nejméně 10 až 13 hmotnostních %. Existuje řada klasifikací nerezových ocelí. Tyto nerezové oceli jsou závislé na složení slitiny, na krystalické mřížce, na mechanismu zpevňování a na poměru feritových stabilizátorů vůči austenitickým stabilizátorům. Následuje klasifikace nerezových ocelí s příklady pro každý takový typ: Austenitická (304, 304L, 316, 316L, 321, 347). Feritická (430). Martenzitická (410). Vytvrzování vylučováním (17- 4 PH). Duplex (329, SAF 2205). Označení předchozích slitin platilo pro produkty, tedy slitiny pro tváření, ale existují slitiny, jako jsou CF-8, CF-3, CF-8M, CF-3M, které představují, pokud se jedná o odlévání, obdobu 304, 304L, 316 respektive 316L. Z různých nerezových ocelí se nejběžněji používají nerezové oceli řady 300 a jejich obdoby pro přenosové potrubní systémy plynného kyslíku.
Kobaltové slitiny Obchodní výpisy kobaltových slitin obvykle začínají u minimálního obsahu kobaltu nejméně 40 hmotnostních %. Slitiny odolné proti opotřebení, jako jsou Stellit 6 nebo Stellit 6B, se někdy používají jako povlak na lemech ventilu, aby se snížilo poškození erozí na minimální hodnotu a aby se zvýšila životnost ventilu. Slitiny kobaltu mají úspěšnou historii v souvislosti s průmyslovým využitím kyslíku, když se používaly jako povlaky, přestože jejich tenký profil může snížit jejich tepelnou odolnost.
Neželezné slitiny Když se v tomto dokumentu použije výraz neželezné slitiny, zahrnuje pouze slitiny mědi, niklu a kobaltu. Nezahrnuje hliník nebo reaktivní materiály, jako je titan nebo zirkonium.
3
IGC
DOC
13/12 Železné slitiny Tato kategorie zahrnuje uhlíkovou ocel, nízkolegovanou ocel a všechny nerezové oceli bez ohledu na to, zda tyto řady slitin jsou ve formě odlitku nebo ve formě tvářené slitiny.
Kyslík o standardní čistotě Kyslík o standardní čistotě je definován kyslík o čistotě 99,5+ objemových %.
Kyslík o nízké čistotě Plynný kyslík obsahující 35 objemových % kyslíku nebo méně (23,5 % až 35 %).
Kyslík o velmi vysoké čistotě (UHP) Čistota kyslíku je minimálně 99,999 objemových procent kyslíku.
Rychlost Aktuální objemová průtoková rychlost dělená minimální plochou vnitřního průtočného průřezu potrubí. Je důležité vědět, že rychlost v potrubí a jeho komponentech se může významně lišit.
Tlak plynu Tlak plynu je maximální tlak, kterého lze v potrubním systému dosáhnout.
4
Filozofie návrhu
4.1
Obecná kritéria
Bezpečný návrh a provoz přenosového potrubí nebo potrubního systému kyslíku závisí na různých faktorech, které se mohou vzájemně ovlivňovat. Tato kapitola popisuje hlavní rizika a nebezpečí, která jsou spojená s kyslíkovými systémy a způsob, kterým taková nebezpečí mohou být minimalizována prostřednictví dobrého technického návrhu. Nebezpečí kyslíku se může účinně znázornit pomocí požárního trojúhelníku, který ukazuje, že pro vznik požáru jsou nutné tři hlavní elementy: oxidační činidlo, palivo a zdroj vznícení.
Obrázek 1– Požární trojúhelník kyslíku U kyslíkových systémů je samotný kyslík oxidačním činitelem a nebezpečí požáru systému se zvyšuje se zvyšující se koncentrací, tlakem, teplotou a průtokovou rychlostí. Palivy u kyslíkových systémů jsou stavební materiály (kovy, nekovy a mazadla) nebo potenciální kontaminanty jako částečky materiálu, oleje nebo maziva. Zdroje vznícení běžné pro kyslíkové systémy zahrnují působení částic, kompresní ohřívání (teplo), ohřívání (teplo) vzniklé třením a další, které jsou uvedeny dále v dokumentu.
4
IGC
DOC
13/12 Protože každá strana trojúhelníku je v kyslíkovém systému v nějaké úrovni vždy přítomná, konstrukce kompatibilní s kyslíkem je zpravidla jediným faktorem, který minimalizuje závažnost každé strany požárního trojúhelníku na přijatelnou úroveň. Např. minimalizace závažnosti oxidačního činitele by mohla zahrnovat snížení tlaku, teploty nebo koncentrace kyslíku jako praktické. Minimalizace závažnosti paliva by mohla zahrnovat zajištění používání slitin odolných proti hoření na místech s aktivním mechanismem vznícení. Minimalizace závažnosti mechanismu vznícení by mohla zahrnovat čištění provozu s kyslíkem pro snížení nárazu částic a podporovaného hoření, vyloučení adiabatické komprese a jiných mechanismů. Tudíž bezpečný přenosový nebo distribuční potrubní systém kyslíku zahrnující všechny jejich komponenty je takový systém, který je vyprojektovaný tak, že zohledňuje především: -
Oxidační činidlo: provozní podmínky kyslíku s ohledem na složení média, rychlost plynu, tlak, teplotu a rosný bod. Palivo: stavební materiály, volba kovových a nekovových komponent. Mechanismus potenciálního vznícení: přispívající faktory, které napomáhají vznícení, jako rychlosti plynu a místa působení (vlivu), které napomáhají ke vznícení nárazem částic nebo rychle se otevírající komponenty, které mohou vytvářet teplo (ohřívání) adiabatickou kompresí.
Další faktory, které se mají zohlednit, jsou: -
Místní podmínky (např. seizmická zóna, půdní charakteristiky). Platné zásady a metody pro konstrukci potrubních systémů (včetně hodnocení tlaku a tloušťky stěny) a instalaci. Národní zákony a nařízení, které platí obecně pro přenosová potrubí plynu a výslovně pro kyslíkové systémy. Standardy čistoty pro provoz s kyslíkem. Průmyslové zásady správné praxe týkající se kyslíkových systémů.
Pro rozvod kyslíkem obohacených plynů při nízkých tlacích se používala potrubí zhotovená z nekovového materiálu, jako jsou plastické hmoty nebo kompozitní materiály. Nicméně použití nekovového potrubí pro kyslíkem obohacené plyny ve výrobních zařízeních, v přenosových systémech nebo u distribučních systémů je mimo rozsah tohoto dokumentu a vyžaduje specifické vyhodnocení rizika a použití předběžných opatření. Obvykle plynný kyslík dopravovaný potrubím obsahuje zanedbatelná množství vody a není tedy nutné činit žádná bezpečnostní opatření proti korozi. Nicméně je důležité identifikovat oblasti, kde by mohlo dojít ke kontaminaci potrubních systémů vodou v případě poruchy zařízení (např. u mezistupňových chladičů nebo dochlazovačů kompresoru), a použít vhodný návrh a/nebo monitorovací postupy. Potrubní systémy, které jsou specificky určené pro dopravu vlhkého kyslíku na nepřetržité bázi, kdy by v takovém případě mohlo být potrubí vystaveno působení volné vody, mohou vyžadovat použití speciálních bezpečnostních opatření, jako je použití potrubního materiálu odolného proti korozi nebo použití ochranných povlaků, nátěrů. Je důležité, aby byly všechny používané interní nátěry nebo zpomalovače koroze kompatibilní s kyslíkem, pokud jde o provozní podmínky. Použití potenciálně hořlavých nátěrů nebo tlumičů je zakázáno, dokud není ověřena jejich kompatibilita. Podrobnější základní informace můžete najít v následujících odkazech: ASTM G88, Standardní směrnice (návod) pro konstrukční systémy pro provoz s kyslíkem [2]; ASTM G128, Standardní směrnice (návod) pro řízení nebezpečí a rizik u kyslíkových systémů [3]; Vyhodnocení užitečnosti bezpečnostních norem, volba a čištění materiálů, prostředky a zařízení pro kyslíkové technologie pro aplikace pod vysokými parciálními tlaky kyslíku [4]; ASTM STP 986, „Zkouška pro vyhodnocení vhodnosti materiálů pro provoz s kyslíkem“ Hořlavost a citlivost materiálů v ovzduší obohaceném kyslíkem [5]; ASTM STP 1197 „Metoda analýzy nebezpečí pro kyslíkové systémy včetně několika případových studií“ Hořlavost a citlivost materiálů v ovzduší obohaceném kyslíkem [6].
5
IGC
DOC
13/12 Kompatibilita materiálů pro provoz s kyslíkem
4.2
Kompatibilita materiálů s kyslíkem závisí na mnoha faktorech a znamená, že kompatibilita materiálů s kyslíkem je specifická podle použití. Obecně kritéria přijetí pro materiály pro uvedené použití závisí na dvou klíčových faktorech, hořlavosti a zápalnosti.
4.2.1
Hořlavost materiálu
Některé faktory, které určují hořlavost materiálů, zahrnují složení, tloušťku materiálu a provozní podmínky, jako jsou tlak, teplota, koncentrace kyslíku a další. Často se používají standardní zkušební metody pro určení hořlavosti materiálů v kyslíku. U kovů je podporovaná zkouška vznícení podle ASTM G-124 jednou zkouškou, která vyhodnocuje hořlavost jako funkci tlaku v podmínkách zkoušky [1]. Popis podporované zkušební metody vznícení-hoření najdete v Dodatku A. ASTM G-125, Standardní zkušební metoda pro měření požárních mezních hodnot kapalných a pevných materiálů u plynných oxidantů je jednou zkouškou, která vyhodnocuje hořlavost nekovových materiálů jako funkci čistoty [7]. Další návod je uveden v ASTM G-94, Standardní směrnice pro vyhodnocení kovů pro provoz s kyslíkem pro kovy a v ASTM G-63, Standardní směrnice pro vyhodnocení materiálů pro provoz s kyslíkem pro nekovové materiály [8, 9]
4.2.2
Mechanismus vznícení a zapalovací řetězec
O několika mechanismech vznícení je známo, že způsobují požár v kyslíkových potrubních systémech. V Dodatku B jsou uvedeny běžné mechanismy vznícení u kyslíkových systémů, podmínky, aby tyto mechanismy byly aktivní a některé přispívající faktory, které zvyšují jejich pravděpodobnost. Mechanismus vznícení zahrnuje náraz částic, adiabatickou kompresi (pneumatický ráz), podporované hoření pomocí organických materiálů, teplo od tření, elektrický oblouk a další, jak je uvedeno v Dodatku B. Jestliže existují specifické podmínky pro mechanismus vznícení, poté se mechanismus vznícení považuje za aktivní. Např. podmínky, které musí existovat, aby byl aktivní mechanismus nárazu částic, jsou: -
Pevné nebo kapalné částice. Vysoké rychlosti plynu. Místa působení.
Konstrukční postupy popsané v této publikaci jsou určené pro minimalizaci podmínek a přispívajících faktorů týkajících se vznícení. Když se materiál vznítí, oheň může být podporován prostřednictvím zapalovacího řetězce. Když došlo ke vznícení, hořlavý materiál nebo komponent vytváří teplo, které může v závislosti na mnoha faktorech zapálit volně ložený materiál ve svém okolí. Rychlost a rozsah podpory požáru spolu s tlakovým rozvojem bude záležet na tloušťce a hořlavosti materiálu spolu s dalšími faktory. Použití materiálů odolných proti hoření, jako je použití vyňatých slitin podle této publikace, = omezuje se podporování požáru přerušením zapalovacího řetězce.
6
IGC
DOC
13/12 4.2.3
Analýza nebezpečí a vyhodnocení rizika u kyslíku
Některé provozní parametry, jako jsou koncentrace, tlak, teplota a rychlost kyslíku, zvyšují nebezpečí vzniku požáru. Když se tyto parametry zvyšují, aplikují se postupně přísnější způsoby provozu s kyslíkem: Čištění potrubí a zařízení. Použití kompatibilních nekovových materiálů, a pokud je to vhodné, mazadel. Použití kovů odolných proti hoření. Analýza nebezpečí u kyslíku je metodou, která se používá pro vyhodnocení rizika vzniku požáru u kyslíkových systémů. Posuzuje pravděpodobnost vznícení nebo následek vznícení (vznícení proti trvalému hoření na základě provozních podmínek], což je popsáno dále v textu. Může se používat pro volbu materiálu pro nové návrhy nebo pro vyhodnocení kompatibility materiálu u stávajících systémů. Provedení analýzy nebezpečí se vyžaduje, pokud se používají slitiny kovu s vyšším tlakem, než je „hraniční“ tlak a s rychlostmi plynu přesahujícími rychlosti povolené křivkou tlak-rychlost. Proces analýzy nebezpečí u kyslíku je objasněn v ASTM STP 1197, ASTM G63 a ASTM G94 a zpravidla probíhá následovně [6, 8, 9]: -
-
4.3
Stanovte podmínky použití (čistota, tlak, teplota kyslíku, rychlost plynu atd.). Vyhodnoťte hořlavost materiálů u provozního tlaku a tloušťky (viz kapitola 4.2.1). Vyhodnoťte závažnost mechanismu vznícení na základě přítomných přispívajících faktorů (viz Dodatek B). Mechanismus vznícení pro kovy zahrnuje: náraz částic, teplo/oděr od tření, elektrický oblouk, podporované vznícení od nekovů/kontaminantů atd. Mechanismus vznícení pro nekovy zahrnuje: kompresní teplo, mechanický ráz, tření prouděním, elektrostatický výboj atd. Vyhodnoťte reakční vlivy požáru (v případě, že by došlo k požáru) na základě závažnosti reakčního vlivu na osoby a provoz. Analýza by měla zahrnovat seznam dílů, použitý materiál, výkresy a pracovní postupy atd. Proveďte doporučení pro požadavek dosažení malé pravděpodobnosti vznícení a malých následků vznícení, pokud je to možné. Seznam priorit pro zavedení změn pro snížení rizika vznícení nebo následků požáru je 1) Změnit materiál, 2) Změnit návrh, 3) Změnit provoz, 4) Zavést bariérovou ochranu.
Volba kovů
Hořlavost kovu je hlavním zřetelem pro technickou slitinu používanou v aplikacích kyslíkových potrubí. Chemické složení slitiny, tloušťka komponentu, teplota, tlak kyslíku a čistota kyslíku jsou hlavními proměnnými, které ovlivňují hořlavost kovů. U volby kovů, které se používají u kyslíkových potrubních systémů, se mohou používat „hraniční“ tlaky v kombinaci s křivkami tlak-rychlost uvedenými v tomto dokumentu pro poskytnutí užitečného návodu. Jak bylo uvedeno dříve, tlaky „hraniční“ pro mnoho slitin jsou založené na údajích o hořlavosti z ASTM G124 a dalších jiných faktorů [1]. Pomocí této metody se na aplikaci uplatní omezení rychlosti plynu, kde se používají stavební slitiny o tlacích vyšších, než je jejich tlak „hraniční“, aby se minimalizovalo nebezpečí vznícení nárazem částic. Pokud je aplikační tlak vyšší než publikovaný tlak „hraniční“, aplikační rychlost plynu musí odpovídat oblasti pod specifickou křivkou tlaku-rychlosti v závislosti na přítomnosti míst působení. Pokud je aplikační tlak nižší než tlak „hraniční“, slitina se považuje za odolnou proti hoření a tím nejsou požadována žádná omezení rychlostí. Je nutné porozumět tomu, že křivky tlak-rychlost pouze určují mechanismus vznícení nárazem částic. Mohou existovat jiné mechanismy vznícení a tyto by měly být vyhodnoceny podle Dodatku B. Volba slitin odolných proti hoření podle kapitoly 4.2.2.2. je jednoduchým řešením pro konstruktéra, který by mohl také provádět analýzu nebezpečí kyslíku, která je uvedena v kapitole 4.2.1, pro stanovení, které jiné volby mohou být k dispozici. Hliník by se mimo chladicí skříň neměl používat u potrubních systémů plynného kyslíku.
7
IGC
DOC
13/12 4.3.1
„Hraniční“ tlaky z hlediska rychlosti pro kyslík se standardní čistotou
4.3.1.1 Technické slitiny V Dodatku C jsou uvedena jmenovitá složení technických slitin a systémů slitin, pro které jsou definované pro „hraniční“ tlaky z hlediska rychlosti v tomto dokumentu. Všeobecně jsou slitiny a systémy slitin takové, pro které existují publikované údaje o hořlavosti. Technické postupy, podle nichž se může provádět vyhodnocení hořlavosti u slitin, které nejsou uvedené v Dodatku C, jsou popsané v kapitole 4.2.1 a v Dodatku A.
4.3.1.2 Tlaky „hraniční“ a účinky tloušťky V Dodatku D je uveden seznam „hraničních“ tlaků pro slitiny uvedené v kapitole 4.3.1.1. Harniční tlaky jsou založené na kritériu hoření menším než 30 mm (1,18 palců) pro zkušební vzorek, viz Dodatek A. Tloušťka představuje velice důležitou proměnnou veličinu, pokud se jedná o hořlavost komponentu. Tloušťka kovu nebo slitiny nesmí být menší než minimální hodnota, která je předepsána v Dodatku D. Jestliže je tloušťka menší, než je předepsaná minimální hodnota, slitina se musí považovat za hořlavou a musí se dodržovat omezení ohledně rychlosti vhodná pro tlak systému. „hraniční“ tlakby neměl být extrapolován mimo daný rozsah tloušťky 3,18 až 6,35 mm (0,125 až 0,250 palců). Alternativně je možné provádět vyhodnocování hořlavosti s použitím příslušných pracovních postupů uvedených v kapitole 4.2.1 a v Dodatku B, což může vést k úsudku, že omezení rychlosti není nutné použít.
4.3.1.3 Ochranné vyložení a ochranné nátěry svárů Ochranné vyložení a ochranné nátěry svárů slitin vykazujících odolnost proti hoření se mohou použít ve spojení s komponenty z uhlíkové oceli nebo z nerezové oceli v případech, kdy by vysoké rychlosti a tlaky kyslíku mohly mít za následek vznícení v důsledku nárazu částic. Typickými volbami v tomto případě jsou slitiny mědi, niklu nebo Monel. Obecně se používají pro nátěry nebo vložky minimální tloušťky řádově 1 mm až 3 mm (0,04 až 0,12 palce) podle ASTM G88.Požadavky na minimální tloušťku u specifických kovů [2] najdete v Dodatku D. Elektrolyticky pokovené povrchy nebo bezproudově pokovené povrchy nejsou vyhovující kvůli nepřiměřené tloušťce ochranného povlaku a nátěrů sváru nejobvykleji používaného pro tyto procesy, dokud nebylo provedeno specifické vyhodnocení rizika, které vyhodnocuje faktory, jako jsou vodíková křehkost (křehnutí), mechanické opotřebení tenkých ochranných nátěrů a další. Slitiny s navařeným tvrdým povlakem jsou také kandidáty, pokud se také požaduje odolnost proti abrazi, nicméně slitina s navařeným tvrdým povlakem a tepelná odolnost podkladové slitiny musí být vhodná pro podmínky procesu založeném buď na rychlosti systému, hraničních tlacích uvedených v Dodatku D, nebo na podrobném vyhodnocení rizika.
4.3.2
Atmosféry obohacené kyslíkem se sníženou čistotou
4.3.2.1 Vlivy snížené čistoty Dochází ke zvýšenému počtu použití, kde může být požadováno obohacení kyslíkem nad běžnou atmosférickou koncentraci, avšak méně než je jmenovitá hodnota 99,5 % objemových. V závislosti na specifických parametrech, jako jsou tlak kyslíku a teplota kyslíku, mohou vést snížené čistoty kyslíku ke snížení hořlavosti kovů, jestliže dojde ke vznícení. Tudíž by poté nebylo nutné aplikovat omezení rychlosti. Údaje o hořlavosti kovů v prostředích obohacených kyslíkem se sníženou čistotou jsou však k dispozici v menší míře, přestože existuje v tomto ohledu několik užitečných publikací [5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]. Existují tři možnosti, které se mohou zvážit: -
Možnost 1. Považujte atmosféru obohacenou kyslíkem se sníženou čistotou jako ekvivalentních 99,5+ objemových procent kyslíku a používejte „hraniční“ tlakuvedený v Dodatku D pro kyslík
8
IGC
DOC
13/12
-
-
o standardní čistotě. Toto představuje konzervativní a velmi bezpečný přístup, který se stává konzervativnějším se snižováním čistoty kyslíku. Možnost 2. Považujte kyslík se sníženou čistotou jako ekvivalentní plynnému čistému kyslíku při tlaku odpovídajícímu jeho parciálnímu tlaku kyslíku v plynné směsi. „hraniční“ tlakje uvedený v Dodatku D pro specifickou plynnou směs kyslíku se sníženou čistotou a bude proto představovat parciální tlak kyslíku. Toto představuje bezpečný přístup, avšak nikoliv tak konzervativní jako v Možnosti 1. Možnost 3. Zkoušení na hořlavost se může provádět na materiálech systému v prostředí kyslíku se sníženou čistotou s použitím pracovních postupů uvedených kapitole 4.2.1 a v Dodatku A. Jestliže materiál nevykazuje odolnost proti hoření, musí se aplikovat omezení ohledně rychlosti kyslíku, jak je uvedeno v odstavci 4.4. Pokud výsledky zkoušek indikují, že kov vykazuje odolnost proti hoření pro příslušnou tloušťku, pro hodnoty čistoty kyslíku a příslušné tlaky, poté není nutné aplikovat rychlostní omezení.
4.3.2.2 Čistoty kyslíku 35 % objemových Při tlacích až do 21 MPa (3000 psig) a při obsahu kyslíku nižším než 35 % objemových jsou systémy bez uhlovodíků a zhotovené z železného a/nebo neželezného materiálu zproštěné od rychlostních omezení. Za těchto podmínek se prokázalo zkušební metodou hoření s podporovaným vznícením (viz Dodatek A), že jak uhlíková ocel, tak nerezová ocel představují materiály vykazující odolnost proti hoření. Nicméně, pro tyto potrubní systémy se doporučuje kyslíková čistota a použití nekovových materiálů, kompatibilních s kyslíkem, jak je uvedeno v kapitole 4.5.
4.3.2.3 Rozvody plynného kyslíku za odpařovací stanicí U některých systémů může konstruktér zvolit potrubí a zařízení z nerezové oceli, aby se minimalizovala přítomnost částic. Příkladem takového systému by mohla být dodávka plynu prostřednictvím odpařování kapalného kyslíku. Za předpokladu, že je systém dostatečně vyčištěný, profouknutý a zkontrolovaný a nelze identifikovat žádný zdroj částic během uvádění do provozu a životnosti potrubí, zproštění od požadavků na rychlost kyslíku by mohlo být oprávněné prostřednictvím analýzy rizika kyslíku vyhodnocující různé zdroje vznícení.
4.3.3
Atmosféry kyslíku o velmi vysoké čistotě (UHP – Ultra high purity)
4.3.3.1 Obecně Zvyšující se měrou se kyslík o velmi vysoké čistotě (UHP) používá v aplikacích moderních technologií, jako je tomu v případě polovodičů nebo elektroniky. Speciální požadavky, které jsou spojené s těmito případy použití, vyžadují téměř celkovou eliminaci částic, které by mohly přispívat mechanismu vznícení nárazem částic. Navíc ke specifickým postupům čištění systémy kyslíku UHP vyžadují použití speciálních monitorovacích postupů, aby tak byly zajištěny podmínky bez částic. Tyto systémy se v typických případech vyrábějí z nerezové oceli.
4.3.3.2 Tlak systému Rozsah systémových tlaků plynu je obvykle pod 4MPa (600 psig). S vyššími tlaky se můžeme setkat v dodávkových systémech využívajících vysokotlaké láhve.
4.3.3.3 „Hraniční“ rychlosti Nepřítomnost částic a zápalných kontaminantů u čištěných systémů z nerezové oceli s UHP kyslíkem je významným faktorem, který zamezuje vznícení mechanismem založeným na nárazu částic. Z toho důvodu jsou systémy s UHP kyslíkem, které jsou řádně čištěny a udržovány, jsou zproštěny od požadavků na rychlost kyslíku, přestože mohou být přítomny jiné mechanismy vznícení (jako adiabatická komprese), které by mohly vznítit nekovový komponent.
9
IGC
DOC
13/12 4.3.3.4 Čištění systémů s UHP kyslíkem Čištění potrubních systémů s UHP kyslíkem vyžaduje speciální subdodavatele čištění, kteří budou schopni dodržet hladiny kontaminačních látek na úrovních nepřesahujících 1000 mikrogramů na čtverečný metr. Tito prodejci musí být přísně kvalifikováni a musí se u nich pravidelně provádět audity, kontroly a přezkoumávání procesu.
4.3.3.5 Teplotní omezení Údaje týkající se hořlavosti kovů uvedené v kapitole 4.2 souvisí s kyslíkovými potrubními systémy až do: 150 °C (303 °F) pro potrubní systémy v provedení z uhlíkové oceli. 200 °C (398 °F) pro potrubní systémy v provedení z nerezové oceli a z neželezných materiálů. Systémy, které jsou provozované při teplotách nad výše uvedenými mezními hodnotami, budou vyžadovat provedení dodatečné analýzy. Komponenty nebo materiál mohou vyžadovat testování hořlavosti materiálů nebo testování ohledně nárazů částic při zvýšených teplotách, aby byla zajištěna bezpečnost systému. V případě provozních teplot nižších než -20 °C budou požadovány oceli, které vykazují odpovídající hodnoty lomové houževnatosti, stejným způsobem, jako když jde o jiné průmyslové plyny.
4.4
Kritéria rychlosti a tlaku plynu
4.4.1
Obecně
Dimenzování potrubního systému je v převážné míře založeno na konstrukční rychlosti. Tato rychlost je založena na normálním provozu zařízení a spotřebě a není založena na rychlostech, které se mohou vyskytnout následkem mechanických poruch nebo jiných neobvyklých okolností, jako jsou např. porucha regulačního ventilu nebo zvednutí či tedy zareagování pojistného odlehčovacího ventilu. Výraz rychlost v tomto případě znamená průměrnou osovou rychlost v potrubí při všech definovaných provozních tlacích, teplotách a průtočných množstvích. Pro potrubní zařízení se musí rychlost zakládat na minimální ploše průtočného příčného průřezu komponentu. Mohou být definovány vícenásobné provozní podmínky, pro které se musí zvážit všechny rychlosti.
4.4.2
Křivka rázové rychlosti a výběr kovového materiálu pro potrubí a zařízení
Křivka rázové rychlosti uvedená na Obrázku 2 se musí používat pro návrh a projekt a pro volbu materiálu nových potrubních vedení, ventilů, zařízení a přidružených potrubních systémů, kde mohou existovat místa, kde by k takovým nárazům mohlo dojít. Viz kapitoly 5.2.1 a 5.2.2. Projektant provede volbu kovů podle křivky rázové rychlosti a jejich tlaků vynětí, jak jsou definovány v kapitole 4.2. Při nižší hodnotě než „hraniční“ tlak(viz Dodatek D) se může použít jakýkoliv kovový materiál bez rychlostního omezení. Při hodnotách vyšších než je „hraniční“ tlak projektant zkontroluje, zda rychlost zůstane pod křivkou rychlosti při nárazu. Pro rychlosti, které se nacházejí pod křivkou rychlosti při nárazu, se může použít uhlíková ocel, nerezová ocel a další kyslíkovémateriály. Nad touto křivkou rázové rychlosti se musí použít pouze kyslíkovémateriály nebo se musí provést alternativní opatření ke zmírnění rizik. Potrubní systémy jsou obvykle vyrobeny z uhlíkové oceli, a proto je nutné omezit rychlost plynu na hodnotu, která se nachází pod křivkou rázové rychlosti. Jiné zřetele ohledně návrhu mohou také vyžadovat nižší rychlosti, jako pokles tlaku, rázový efekt plynu, snížení hluku, vibrací a potřeba omezit kinetickou energii. Omezení rychlosti v místech, kde nedochází k nárazům, jsou uvedena v kapitole 4.4.3. U tlaků nižších než 0,21 MPa (30 psig) je dle zkušeností v průmyslu možné při provozu s kyslíkem používat hliník a tenkostěnnou nerezovou ocel bez rychlostních omezení s použitím řádným způsobem navržených
10
IGC
DOC
13/12 komponent s vhodným vyhodnocením rizika. To kvůli nízkým rychlostem hoření, které tyto materiály vykázaly při zkouškách hořlavosti při nízkém tlaku. Doporučuje se, aby byly komponenty pro tyto vyhodnocovány případ od případu. Analýza nebezpečí systému (potrubí nebo zařízení) může odůvodnit jiná řešení než použití materiálů vykazujících odolnost proti hoření, například: Použití ochranné desky, vyrobeného z vyňatého materiálu v místech, kde dochází k nárazům. Minimalizace přítomnosti částic použitím filtrace pro částice 150 mikronů a menší. Další výjimky jsou uvedené v kapitolách 4.2.3, 4.2.4, 5.2.2 a 5.2.3.
Obrázek 2 – Křivka rychlosti s nárazy Křivka uvedená na Obrázku 2 je platná pro konstrukční teploty až do 150 °C (302 °F) pro potrubí z uhlíkové oceli, a do 200 °C (392 °F) pro potrubí z nerezové oceli a neželezná potrubí. Teplotní omezení uhlíkové oceli se může zvýšit na 200 °C (392 °F) za předpokladu, že se provede riziková analýza, která zahrne takové faktory jako provozní podmínky , provozní zkušenosti, experimentální údaje atd. Tlaky jsou omezené na maximální hodnotu 21 MPa (3000 psig). Rovnice křivky rázové rychlosti uvedená na Obrázku 2 je definována následujícím způsobem: -
Je-li 0,3 MPa abs (45 psia) P 1,5 MPa (225 psia), poté V (m/s) = 30 m/s (100 ft/s)
-
Je-li 1,5 MPa (225 psia) P 10 MPa (1500 psia), poté P V = 45 MPa m/s (22 500 psia ft/s)
-
Je-li 10 MPa (1500 psia) P 20 MPa (3000 psia), poté V (m/s) = 4,5 m/s (15 ft/s)
4.4.3
Rychlostní omezení v místech, kde nedochází k nárazům
Rychlost se může zvýšit až na hodnotu vyznačenou křivkou uvedenou na Obrázku 3, v místech potrubního systému, kde nedochází k nárazům. Viz kapitoly 5.1.1 a 5.2.2. Pro rychlosti nad křivkou rázových rychlostí se musí použít kyslíkovémateriály nebo provést alternativní opatření ke zmírnění rizik.
11
IGC
DOC
13/12
Obrázek 3 Křivka rychlosti bez nárazů Křivka uvedená na Obrázku 3 je platná pro teploty až do 150 °C (302 °F) pro potrubí z uhlíkové oceli a do 200 °C (392 °F) pro potrubí z nerezové oceli a neželezná potrubí. Teplotní omezení uhlíkové oceli se může zvýšit na 200 °C (392 °F) za předpokladu, že se provede analýza nebezpečí, která zahrne takové faktory jako podmínky na stanovišti, provozní zkušenosti, experimentální údaje atd. Tlaky jsou omezené na maximální hodnotu 21 MPa (3000 psig). Rovnice křivky rychlosti bez nárazů je definována následujícím způsobem: -
Je-li 0,3 MPa abs (45 psia) P 1,5 MPa (225 psia), poté V (m/s) = 60 m/s (200 ft/s)
-
Je-li 1,5 MPa (225 psia) P 10 MPa (1500 psia), poté P V = 80 MPa m/s (40 000 psia ft/s)
-
Je-li 10 MPa (1500 psia) P 20 MPa (3000 psia), poté V (m/s) = 8 m/s (26,6 ft/s)
4.5
Nekovové materiály
4.5.1
Vlastnosti a rizika
Většina nekovových materiálů je méně kompatibilní s kyslíkem, než je tomu u kovových materiálů. Nekovové materiály se používají převážně pro plochá těsnění, na sedla ventilů, jako maziva závitů, těsnění závitů, pro těsnění ventilu a podobná použití pro snížení tření a minimalizaci úniků plynu. Mnoho nekovových materiálů je v kyslíku hořlavých dokonce při nízkém absolutním tlaku a při čistotách vyšších než 23,5 %. Hlavními faktory, které ovlivňují jejich vznícení, jsou tlak, teplota a koncentrace kyslíku. Index kyslíku (OI) představuje minimální obsah kyslíku ve směsi plynného kyslíku- dusíku, který bude udržovat svíčku zkušebního vzorku jako hořící. Přednost se dává materiálům s vysokým kyslíkovým indexem. Údaje indexu kyslíku uvedené v ASTM G63 pro různé nekovové materiály se testují při atmosférickém tlaku [9]. Zpravidla index kyslíku materiálu se snižuje se zvyšujícím se tlakem systému. U zapalovacího řetězce procesu požáru představuje nekovová část často článek podporující vznícení objemu volného kovového materiálu. Spalné teplo nekovového komponentu je proto důležitým parametrem. Upřednostňované nekovové materiály mají spalné teplo nižší než 2500 cal/g (4500
12
IGC
DOC
13/12 BTU/lb) v porovnání s hodnotou 10 000 cal/g (18 000 BTU/lb) u běžných uhlovodíkových produktů (viz kapitola 7.6.6 dokumentu ASTM G63) [9]. K posouzení kompatibility nekovového materiálu s kyslíkem je významným parametrem, který je nutné brát v úvahu, teplota samovznícení (AIT). Ve skutečnosti je obvyklé aplikovat diferenci minimálně 100 °C (212 °F) mezi provozní teplotou a teplotou samovznícení (AIT). Nižší diference 50 °C (122 °F) může být akceptována za předpokladu provedení doplňkových zkoušek (viz [5] Bundesanstalt für Materialforschung und Prüfung (BAM) pracovní postup pro vyhodnocení plochého těsnění pro kyslík). Nicméně je důležité kontrolovat chování produktu v kyslíkové atmosféře při maximálním provozním tlaku a teplotě. Materiál může být vystaven účinku plynného média nebo mechanickému rázu [17, 18]. Výsledek mechanického rázu v prostředí kapalného kyslíku může představovat užitečnou indikaci o chování produktu, protože kapalný kyslík se může považovat za zdroj kyslíku o vysoké hustotě. Měření teploty samovznícení (AIT), viz ASTM G72, Standardní zkušební metoda pro teplotu samovolného vznícení kapalných látek a pevných látek u vysokotlakého prostředí obohaceného kyslíkem a ISO 11114-3, Lahve na přepravu plynů –Kompatibilita materiálů lahve a ventilu s plynným obsahem – část 3: Zkouška vznícení v kyslíkové atmosféře [19, 20]. Protože může docházet k pomalé oxidaci a ke změně vlastností produktu, může se provádět procedura stárnutí [21]. Chování nekovových materiálů v rámci generických klasifikací se může při zkouškách kompatibility s kyslíkem měnit v závislosti na zdroji dodávky materiálů. Měla by se brát v úvahu kvalifikace prodejců dodávaných materiálů. Za účelem údržby je důležité zajistit, aby se používaly správné náhradní díly, které byly vybrané kvůli jejich kompatibilitě s kyslíkem. Došlo k mnoha požárům, které byly důsledkem změny při výběru a použití náhradních dílů. Energie, která je nezbytná pro vznícení nekovového dílu, se může vytvořit: Adiabatickou kompresí kyslíku. Interní ohebností vlastního měkkého materiálu v důsledku vibrací, rezonance nebo tření při proudění. Mechanickým rázem, třením nebo prasknutím po vyboulení. Hořením oblouku kvůli výboji statické elektřiny nebo následkem blesku. Podporovaným vznícením hořícími částicemi. Vyhodnocení stanovení pravděpodobnosti vznícení spolu s posouzením reakčního efektu mohou vést konstruktéra k optimalizaci projektu a k výběru materiálů. Příklady tohoto postupu jsou uvedeny v dokumentu ASTM G 63 [9].
4.5.2
Konstrukční postupy a výběr materiálu
Při navrhování systému obsahujícího nekovové materiály je vhodné dodržovat následující postupy: Minimalizovat množství nekovových materiálů používaných v kyslíkových systémech. Do návrhu vzít v úvahu odvod tepla uložením nekovové části (dílu) do odpovídající hmoty kovového materiálu odolného proti hoření, což bude působit jako jakási tepelná jímka. Zabránit umisťování nekovových materiálů přímo do proudu plynu. Zabránit nadměrnému pohybu komponentu. Zajistit, aby materiál byl z fyzikálního a chemického hlediska za provozních podmínek stabilní. Zajistit, aby nekovový komponent nebránil elektrické kontinuitě mezi vnitřními částmi (interními díly) kromě izolačních spojů. Kromě těchto konstrukčních postupů by se měla věnovat speciální pozornost postupu čištění zejména v takovém případě, když se používá rozpouštědlo. V tomto případě je důležité zkontrolovat, zda je rozpouštědlo kompatibilní s nekovovými materiály a tím zabránit jakémukoliv znečištění nekovové části (dílu) nebo nějakého prvku zařízení znečištěným rozpouštědlem. Měly by se odstranit všechny zbytky rozpouštědel použitých při čištění.
13
IGC
DOC
13/12 Specifické informace o návrhu, konstrukci a instalaci nekovových materiálů najdete v příslušných kapitolách o zařízení. U komponent vystavených adiabatické kompresi by se mělo zvážit testování na malých prvcích (položkách) zařízení (< 25 mm/1 palec), zejména u regulátorů kyslíku [26]. Dokument ASTM G 63, výsledky zkoušek prováděných BAM v Berlíně a další důležité publikace EIGA, CGA a ASTM by mohly konstruktérovi pomoci při výběru nekovových materiálů [9, 22, 5, 6, 10, 11, 16, 23, 24, 25, 26]. Příklady nekovových materiálů vykazujících nejlepší kompatibilitu s kyslíkem jsou (při volbě nekovových materiálů by se měly zvážit konstrukční teploty): Fluorované polymery včetně výrobků z plastické hmoty, jako je polytetrafluorethylen (PTFE), fluorovaný ethylen – propylen (FEP) nebo polychlortrifluorethylen (PCTFE). Elastomerové produkty, jako jsou Neoflon, Kalrez, Viton nebo Fluorel. Amorfní polymery, jako jsou polyamidy (Vespel SP21). Keramika a sklo, které jsou zcela oxidovanými produkty, vykazují odolnost proti hoření, ale jsou křehké, takže se zpravidla používají s pojivem jako kompozitní produkty. Krystalická struktura je velmi stabilní a odolná proti hoření jako v případě grafitu, který vykazuje vysokou kompatibilitu s kyslíkem dokonce i při vysokých teplotách. Další produkty uvedené na seznamu BAM [22]. VAROVÁNÍ: Fluorované polymery mohou při svém hoření uvolňovat toxické plyny. Složení nekovových materiálů se může měnit. Uživatelé by měli ověřit složení a kompatibilitu nekovových komponentů před jejich použitím v provozu s kyslíkem. Maziva jsou také podrobně uvedena v kapitole 5.5.
4.6
Potrubní systémy
4.6.1
Podzemní potrubní systémy
Potrubí by mělo být provedeno jako svařovaná konstrukce v souladu se specifikací a požadavky norem, jako je API 1104 (Americký petrolejářský institut), Svařování potrubí a příslušných zařízení nebo jakákoli jiná uznávaná sbírka norem. Podzemní potrubí musí být na vnější straně opatřeno ochranným nátěrem podle schválené specifikace, aby byla zajištěna ochrana proti půdní korozi [27]. Doporučují se odkazy na aktuální, v mezinárodním měřítku přijaté normy a specifikace ochranných nátěrů, povlaků [28, 29, 30, 31]. Podzemní potrubí by mělo být odpovídajícím způsobem uložené v zemi tak, aby byla zajištěna ochrana před zamrzáním, před náhodnými povrchovými stavbami, před posunem v důsledku nestability půdy, před poškozením vnějšího povrchu potrubí nebo ochranného nátěru a aby byla zajištěna ochrana před zatížením na povrchu, jako jsou zatížení od vozidel nebo zařízení pohybujících se nad vedením takového potrubí. V případě potrubní přeložky komunikace by potrubí mělo křižovat silnici nebo železnici poku’d možno kolmo. Dává se přednost nekrytým křižením komunilace Když je nainstalováno obložení trubek nebo ochrany proti zatížení na železničních nebo silničních křižovatkách, měly by se pozorně přezkoumat systémy katodické ochrany zakrytých přelžek. Kryty mohou snížit nebo vyloučit účinnost katodické ochrany. Zavedení krytu vytváří komplikovanější elektrický systém než by převládal pro nekryté potrubní přeložky. To by mohlo vést k problémům při interpretaci měření katodické ochrany u krytých přeložek. Zkušební stanice s kontrolními kabely připojenými k nosné trubce a pažnici mohou být poskytnuty na kryté přeložce. Ochrany proti zatížení by se měly nainstalovat tam, kde může dojít k neobvyklým zatížením na povrchu. Použití ochranných krytů nebo pouzder vyžaduje speciální opatření, aby nedošlo k potížím s katodickou ochranou a aby se zabránilo hoření oblouku, což může být způsobeno elektrickým spojením vytvořeným mezi potrubním pouzdrem a nosnou trubkou v důsledku sedání atd. Podzemní kyslíkové potrubí je zvláště zranitelné, pokud se jedná o poškození v důsledku úderu blesku nebo v důsledku zemních poruchových podmínek, což může vést ke vznícení potrubního materiálu. Mělo by se zabránit elektrické průchodnosti (propojení) mezi podzemním kyslíkovým
14
IGC
DOC
13/12 potrubím a nadzemním potrubím nebo jinými kovovými konstrukcemi, aby nedošlo k potížím ohledně katodické ochrany. Kvůli možnosti netěsností, úniků a nebezpečí plynoucího z obohacené atmosféry se dává přednost tomu, aby pod zemí nebyly nainstalovány žádné přírubové spoje buď uložené v půdě, nebo v příslušných šachtách.
4.6.2
Nadzemní potrubní systémy
Nadzemní potrubní systémy kyslíku by měly být prováděné v souladu s dobrými postupy konstrukčního návrhu tak, jak je to aplikováno na jakékoliv jiné nadzemní potrubní systémy. Takové nadzemní potrubí z uhlíkové oceli by mělo být opatřeno nátěrem podle schválené specifikace na ochranu proti atmosférické korozi. Nadzemní části takových potrubních systémů by měly být spojené k podzemním částem prostřednictvím elektricky izolovaného spoje, aby se zajistila izolovanost podzemního systému katodické ochrany (viz 5.4.5 a 7.4.3). Všechna nadzemní potrubní vedení musí vykazovat elektrickou kontinuitu (propojení) kromě izolačních spojů(mohou to být buď příruby nebo monobloky)a musí být uzemněné ve vhodných intervalech, aby se zajistila ochrana proti účinkům působení blesku nebo statické elektřiny. Hodnota elektrického odporu vůči zemi u nainstalovaného nadzemního potrubního systému by neměla přesáhnout 10 Ohmů pro zajištění ochrany proti blesku. Šroubová spojení příruby poskytnou nezbytnou elektrickou vazbu za předpokladu, že tyto šrouby nejsou pokryty dielektrickým materiálem nebo ochranným nátěrem a za předpokladu, že jsou dobře udržované, aby se předešlo korozi. V případě krátkých sekcí nadzemního vedení, kde se nepoužívají izolační příruby, by mělo být potrubí izolováno od nosné konstrukce použitím izolační podložky. Nadzemní potrubí by měla být vedena pokud možno z praktického hlediska co nejdále od jiných vedení a procesního zařízení obsahujícího takové tekutiny, které jsou nebezpečné v kyslíkovém prostředí. Mechanické spoje na kyslíkovém potrubním vedení, pokud jsou umístěné na potrubním mostu, kde je vedeno více potrubních vedení, by neměly být umístěné v blízkosti mechanických spojů ostatních potrubních vedení jiných tekutin, kde by mohlo dojít k vytvoření nebezpečných směsí v případě, kdy by došlo k současně se vyskytujícím netěsnostem nebo poruchám. Měla by se zvážit ochrana mechanických spojů potrubních vedení jiných tekutin proti mechanickým spojům v potrubních kyslíkových vedeních před požárem. Kyslíková vedení by neměla být zbytečně vystavována takovým vnějším silám, které by mohly způsobit poruchu nebo nebezpečnou situaci, jako je externí náraz ze strany horkého plynu nebo odvětrávání páry, vibrace z vnějších zdrojů nebo ze strany unikajícího oleje odkapávajícího na vedení atd.
4.6.3
Značkovače potrubí
Nadzemní potrubí by měla být barevně označena a/nebo identifikována podle národních nebo statutárních norem. Podzemní potrubí by měla být identifikována s použitím rozlišovacích značkovačů, které jsou umístěné na zemi v blízkosti potrubí uloženého v půdě. Místa (stojany) pro značkovače by měla být také instalována tam, kde potrubí mění směr. Značkovače musí být vhodným způsobem rozmístěné, aby byla takto vyznačena příslušná trasa vedení.
4.6.4
Katodická ochrana
Podzemní potrubní vedení jsou vystavena působení půdní koroze. Primární ochrana proti působení koroze je v tomto případě zajišťována systémem ochranného nátěru. Katodická ochrana v souladu se schválenými normami a specifikacemi by měla být aplikována na ochranu proti nedokonalostem v systému ochranného nátěru, (viz 5.4.5). Více informací viz NACE SP0169, Řízení vnější koroze na kovových potrubních systémech pod zemí nebo pod vodní hladinou a EN 12954, Katodická ochrana kovových zařízení uložených v půdě nebo ve vodě. Všeobecné zásady a aplikace na potrubí [32, 33].
15
IGC
DOC
13/12 Měla se brát v úvahu předběžná bezpečnostní opatření proti indukovaným zdrojům střídavého proudu a proti úderům blesku. Nesmí probíhat žádné aluminotermické svařování (svařování termitem) zkušební stanice ke kyslíkovým vedením v provozu. Mohou se použít procesy za studena nebo jiné alternativní metody uvedené v kapitole 9.2.3.
4.7
Rozmístění, dálkově ovládaný provoz, použití bariér
Rozmístění kyslíkových systémů se musí pečlivě prostudovat zejména v případech, kdy stanice obsahují ventily a místa, kde může docházet k nárazům. Při rozmísťování a ohledně bezpečných vzdáleností by se měly dodržovat zavedené způsoby a platná nařízení. Podrobné údaje viz kapitola 8.6. V případech, kdy nebezpečí systému nelze řídit pro zajištění přijatelné úrovně bezpečnosti prostřednictvím výběru komponentů, kompatibilních materiálů, provozních postupů a rozmístění, jak bylo uvedeno výše, se musí za účelem zajištění ochrany operátorů a dalších osob zvážit dálkově ovládaný provoz nebo použití fyzických bariér. Podrobné údaje viz kapitola 8.5.
5
Potrubí, ventily a zařízení
5.1
Všeobecná kritéria
Tato kapitola popisuje způsob aplikace konstrukční filosofie uvedené v kapitole 4 v praxi na potrubí, ventily, specifické komponenty potrubí a na konfigurace zařízení.
5.1.1
Kritéria výběru materiálu
Výběr materiálu na potrubí, ventily a zařízení musí být založen na ustanoveních uvedených v kapitolách 4.2, 4.3 a 4.4. V místech, kde dochází k nárazům, musí být výběr materiálu založen na křivce rázové rychlosti, uvedené na Obrázku 2 a popsané v kapitole 4.4.2. V místech, kde nedochází k nárazům, se může rychlost pro uhlíkovou ocel a pro nerezovou ocel zvýšit, ale musí být omezena křivkou rychlosti bez nárazů (viz Obrázek 2). Místa, kde může docházet k nárazům, a místa bez takových nárazů, jsou uvedena v následujícím textu.
5.2
Potrubí a armatury
5.2.1
Místa nárazů
K nárazu dochází, když se změní směr průtoku náhle, nebo když přítomnost vírů vede k nárazu částic na stěny systému. Místa nárazu v potrubí zahrnují mimo jiné: T-kusy, jak tupé svary, tak hrdlové svary a kolena s hrdlovým svarem. Připojení větví, jako zhotovené potrubní větve, místa svarů, hrdel a závitů. Difuzory s více otvory a obklopující těleso. Kolena, oblouky s malým poloměrem (poloměr zakřivení je menší než 1,5 d). Hrdlový svar a závitem opatřená redukční pouzdra. Redukční pouzdra (excentrická nebo koncentrická) s poměrem řezu redukce od vstupu do výstupu vyšším než 3:1 (pro průtok z velkého do malého). Kolena, oblouky se spojem na pokos (úhel pokosu více než 20°).
16
IGC
DOC
13/12 -
Potrubí ve směru průtoku za ventilem v místě poklesu tlaku až do délky odpovídající 8 průměrům trubky (průměry trubky mohou být založeny na výstupní dimenzi ventilu).
Další místa nárazu identifikovaná jako speciální potrubní komponenty v potrubním vedení popsána následujících podkapitolách: Ventily, podkapitola 5.3. Kuželová síta a síta ve tvaru Y, podkapitoly 5.4.1 a 5.4.2. Filtry, podkapitola 5.4.3. Clony, podkapitola 5.4.4.2. Tlumiče hluku, podkapitola 5.4.8.1. Další příslušenství, teploměrné jímky, podkapitola 5.4.8.2.
5.2.2
Místa bez nárazu
Místa nárazu v potrubí zahrnují mimo jiné: Přímé části potrubí. Natupo přivařené T-kusy s velkým (nebo hladkým) poloměrem větvení (pro tok z hlavního vedení do odbočky). Kolenové tvarovky s velkým poloměrem zakřivení (rovné nebo větší než 1,5 násobek průměru). Kolena spojovaná na pokos 90° provedená z 6 kusů (5 svarů) a také kolena spojovaná na pokos 45° provedená ze tří kusů (2 svary) za předpokladu, že všechny vnitřní povrchy jsou broušené do hladka. Excentrické nebo koncentrické přechodové tvarovky s maximálním redukčním poměrem 3:1.
5.2.3
Specifická umístění potrubí
5.2.3.1 Obtokové potrubí Výběru potrubního materiálu na vstupu a na výstupu obtokového ventilu, viz Obrázek 3, se musí věnovat speciální pozornost, protože toto potrubí je často vystaveno během zvyšování tlaku v potrubí jak vysokým rychlostem, tak turbulentnímu toku. Obtokové potrubí ve směru proti průtoku obtokového ventilu je definováno jako místo, kde nedohází k nárazu. Může se také zvážit možnost obousměrného průtoku. Proto se doporučuje použít kyslíkovémateriály ve směru průtoku obtokového ventilu a pro celý obtokový potrubní systém, jestliže je možný obousměrný průtok.
5.2.3.2 Potrubí proti směru průtoku proplachových ventilů a odvzdušňovacích ventilů Potrubní odbočky ve směru proti průtoku větracích a odvzdušňovacích ventilů a jakýchkoli odvzdušňovacích systém oddělujících ventilů (tj. mezi oddělovacími ventily) by se měly navrhovat jako obtoková potrubí.
5.2.3.3 Vstupní potrubí do přetlakových pojistných ventilů (PRV – pressure relief valves) Výběr materiálu vstupního potrubí do přetlakových pojistných ventilů (PRV) se musí provádět na základě nastaveného tlaku pojistného ventilu a maximální kapacitě průtoku pojistného ventilu. Viz kapitola 4.4.1.
5.2.3.4 Potrubí ve směru průtoku proplachových ventilů a přetlakových pojistných ventilů Výběr materiálu připojeného odvětrávacího potrubí se musí provádět na základě křivky rychlosti při nárazu. Pro odvětrávací potrubí se obvykle používají materiály s odolností proti korozi, protože potrubí je otevřeno do atmosféry a je vystaveno kondenzaci následkem kolísání denní teploty. Pro
17
IGC
DOC
13/12 odvětrávací potrubí se může použít potrubí z uhlíkové oceli tehdy, když je toto odvzdušňování řízeno, aby nedocházelo k turbulenci bezprostředně ve směru průtoku větracího ventilu. Nicméně, kyslíkové materiály mohou poskytovat jak odolnost proti korozi, tak odolnost proti hoření. Přetlakové pojistné ventily by měly být umístěné v otevřeném prostředí, aby jejich vypouštění bylo vedeno do bezpečné oblasti. Jestliže jsou nevyhnutelně umístěné uvnitř budov nebo v nějakém omezeném prostoru, odvětrávací potrubí větracího ventilu musí být vyvedeno mimo tento prostor (ven). Musí se zvážit umístění odvětrávacího výstupu, jeho výška, směr, přiměřené rozmístění atd., aby se snížilo na minimum nebezpečí plynoucí z důsledků atmosféry obohacené kyslíkem na okolní prostředí.
5.2.3.5 Potrubí ve směru průtoku redukce tlaku Ze zkušenosti je známo, že v potrubí ve směru průtoku ventilu snižování tlaku (škrticí ventil nebo regulační ventil procesu, viz 5.3.2.3) se vyskytuje vysoká rychlost a vysoce turbulentní tok plynu. Stěna trubky ve směru průtoku škrticího ventilu nebo regulačního ventilu se považuje za místo vírových nárazů na vzdálenost odpovídající minimálně 8 průměrům trubky, kde průměry trubky jsou založené na velikosti výstupu ventilu. Částice nacházející se v režimu vířivého proudění narážejí na stěny trubky vyšší rychlostí, než bylo stanoveno na základě výpočtů průtoku plynu. Vzhledem k rychlostem částic při vířivém toku by se pro potrubí v zóně víření mělo zvážit použití vyňatých materiálů. Nebezpečí nárazů částic nebo jejich důsledky se mohou snížit a může se zvážit použití vyňatých materiálů pro kteroukoli z následujících situací: -
Pokud je ve směru proti průtoku ventilu na snižování tlaku nainstalován filtr 150 mikronů nebo jemnější filtr na snižování tlaku, nárazy částic se významně snižují. Pokud dojde ke snížení tlaku přes difuzér s mnoha otvory, průtok ve směru toku difuzéru může být považován za hladký bez turbulentního proudu o vysoké rychlosti. Pokud je systém stíněn na ochranu zaměstnanců a zamezení jejich vystavení se působení (viz 4.6 a 8.5).
5.2.3.6 Plochá těsnění Plochá těsnění v provedení z materiálu kompatibilního s kyslíkem musí být dimenzována a nainstalována tak, aby dobře pasovala na vnitřním průměru trubky a tím se eliminoval prostor, ve kterém by mohlo docházet ke hromadění částic. Plochá těsnění by měla být plnoprofilového typu, aby mohla být umístěna koncentricky do přírubového spoje a tím by se odstranilo jakékoli vybočení plochého těsnění do průtoku. Spirálově vinutá plochá těsnění musí mít vnitřní kroužky, aby se zabránilo vnitřní radiální deformaci závitů těsnění. Těsnícímu materiálu na plochém těsnění byste se měli vyhnout, protože vytlačení takového těsnícího materiálu do proudu proudícího plynu není žádoucí. Jestliže je nezbytné použití takovéhoto těsnícího materiálu, volba těsnícího materiálu se musí provádět v souladu s kapitolou 4.5. ASTM G63 může poskytnout návod ohledně volby nekovových materiálů [9].
5.2.3.7 Těsnící materiály závitů Uživatel kyslíku musí potvrdit, že těsnicí materiál závitu je kompatibilní pro provoz s kyslíkem při maximálním provozním tlaku a teplotě. Produkty PTFE (páska) se mohou používat podle jejich specifikací včetně čistoty, aby se zajistila kompatibilita pro provoz s kyslíkem (viz kapitola 4.5).Na ochranu proti vytlačení ze závitových spojů by se mělo aplikovat pouze minimální množství těsnicího materiálu. Měla by se učinit opatření proti znečištění otevřených zásobníků na těsnicí materiál do závitů. ASTM G63 může poskytnout návod ohledně volby nekovových materiálů [9].
18
IGC
DOC
13/12 5.2.3.8
Prachové kapsy a slepá místa
Nebezpečí vznícení usazeného kovového materiálu se zvyšuje s hmotou částic. Je důležité se vyhnout hromadění těchto částic v prachových kapsách nebo ve slepých místech. Pro všechny možné provozní konfigurace se musí identifikovat slepá místa, kde může docházet k hromadění částic. V těchto případech musí být vyvinut odpovídající návrh nebo odpovídající provozní postupy. Zejména se musí zvážit vedení v záložním provozu, jako jsou obtoková potrubí, odvětrávací nebo proplachovací vedení, u kterých by se připojování mělo provádět na horní části hlavního potrubního vedení nebo alespoň ve stejné úrovni vodorovně. Kdykoliv je to možné, vyhněte se slepým místům a prachovým kapsám. Jako příklady prachových kapes jsou rozdělovací díly potrubí, T – kusy se zvětšeným průměrem, plochá těsnění, která dobře nelícují s vnitřním průměrem příruby, záložní vedení pod hlavním potrubním vedením a další místa, kde dochází ke snížení rychlosti plynu, což umožňuje, aby částice vypadly z proudu plynu.
5.2.3.9 Protipožární armatury Protipožární armatury (neprůbojné pojistné armatury) jsou krátké cívkové kusy v provedení ze slitin mědi nebo niklu. Jejich použití se již nepovažuje za obvyklé v ocelových potrubích přenosových nebo distribučních potrubních systémů.
5.3
Ventily
5.3.1
Všeobecně
Ventily se musí nakoupit u dodavatelů, kteří jsou vhodným způsobem kvalifikováni v postupech kompatibility s kyslíkem. Musí se pečlivě vybrat materiálový a fyzický návrh ventilu, přičemž se berou v úvahu jak běžné tak neobvyklé provozní podmínky, kterým je takový ventil vystaven. Speciální pozornost se musí věnovat konstrukci ručních ventilů vzhledem k tomu, že jsou lokálně ovládané pracovníky obsluhy. Požadavky na výběr kovového materiálu se vztahují k rychlosti plynu a místům potencionálního nárazu, která mohou ve ventilu existovat v závislosti na jeho návrhu, konstrukčním provedení, funkci a typu. Požadavky na výběr nekovového materiálu jsou popsány v kapitole 4.3.
5.3.2
Funkce ventilu
Tento dokument uznává několik tříd ventilů pro provoz s kyslíkem. Tyto třídy uznávaných ventilů zahrnují: Izolační ventily. Regulační ventily procesu. Uzavírací ventily pro nouzové případy. Obtokové ventily. Odvětrávací ventily. Přetlakové pojistné ventily. Zpětné ventily.
5.3.2.1 Rizika izolačních ventilů Existují dva rizikové faktory související s izolačními ventily, pokud jsou tyto ventily otevírané s diferenčním tlakem na sedle ventilu: -
Vysoká rychlost a turbulence skrze ventil při jeho otevírání. Rychlé natlakování ve směru průtoku a zvýšení teploty v důsledku adiabatické komprese.
19
IGC
DOC
13/12 Nebezpečí plynoucímu z vysoké rychlosti, turbulence a rychlého zvýšení tlaku ve směru průtoku se lze vyhnout použitím obtokového systému kvůli vyrovnání tlaku na izolačním ventilu před jeho otevřením. Tyto obtokové ventily jsou popsány v kapitole 5.3.2.5.
5.3.2.2 Izolační ventily Izolační ventily se musí ovládat buď ve zcela uzavřené poloze, nebo ve zcela otevřené poloze a nikdy se nebudou nacházet v režimu škrcení procházejícího plynu. Tyto ventily musí být ovládané bez značného tlakového diferenciálu s použitím obtokového systému nebo aplikováním specifického provozního postupu. Rychlost natlakování ve směru průtoku toku za ventilem musí být řízená, aby se zabránilo nebezpečí adiabatické komprese. Izolační ventily jsou v normálním případě typu šoupátka, kulového ventilu, kuželovitého ventilu nebo škrtícího ventilu. Ventily, u kterých se předpokládá, že budou ovládané s diferenčními tlaky během otevírání a uzavírání, se považují za škrtící ventily nebo za regulační ventily procesu (viz 5.3.2.3). Mělo by uvést, že v případě, kdy izolační ventil vykazuje netěsnosti, tedy propouští, může dojít k vysoké rychlosti při průtoku takovým ventilem v případě vysokého diferenčního tlaku.
5.3.2.3 Škrtící ventily nebo regulační ventily procesu Škrtící ventily nebo regulační ventily procesu zahrnují ventily, které slouží k regulaci tlaku, regulaci průtoku, obtokové ventily nebo přetlakové pojistné ventily. Tyto ventily jsou definovány jako ventily, které regulují průtočné množství nebo tlak. V závislosti na nezbytné funkci by regulační ventily tlaku mohly škrtit průtočné množství plynule, mohly by umožnit pomalé otevírání nebo uzavírání ventilu nebo by mohly být naprogramované na rychlé otevírání nebo uzavírání ventilu. Regulační ventily procesu jsou v převážné většině automatizované. Výjimkami v tomto případě jsou ručně ovládané škrticí ventily a pružinou ovládané regulátory. Regulační ventily procesu jsou považovány za nejpřísnější třídu, pokud se jedná o provoz v systémech s plynným kyslíkem. To proto, že jejich funkce spočívá v regulování průtočného množství nebo v ovládání s vysokým diferenčním tlakem, který souvisí s vysokou rychlostí a s turbulentním prouděním s nárazy. Tato turbulence a nárazy se nevyskytují pouze u lemu nebo v tělese ventilu, ale bere se v úvahu skutečnost, že se rozšíří do potrubí dále ve směru průtoku v délce odpovídající minimálně 8 násobku průměru ventilu. Pokud je možný obousměrný průtok, k turbulenci a nárazům bude také docházet u potrubí proti směru průtoku. Regulační ventily procesu jsou zpravidla typu kulovitého, přímého ventilu, modifikovaného kulového ventilu, excentrického kuželovitého ventilu nebo škrtícího ventilu. Ventily, které nesplňují definici izolačních ventilů, se musí považovat za škrtící ventily.
5.3.2.4
Uzavírací ventily pro nouzové případy
Uzavírací ventily pro nouzové případy jsou obvykle v provedení jako automatizované. Jsou ovládané v plně otevřené poloze a obvykle jsou uzavřené pouze v nouzovém případě. Uzavírací ventily pro nouzové případy představují ventily s vysokým průtočným množstvím a obvykle jsou typu uzavíracího šoupátka, nožového šoupátka, škrtícího ventilu nebo kulového ventilu. Přestože při běžném provozu se podle zkušenosti nevyskytuje proudění bez nárazů, v případě podmínek nadměrného proudění se budou u ventilu dle zkušeností při uzavírání ventilu vyskytovat příliš vysoké rychlosti a okamžité turbulence. Běžně se s takovými ventily zachází jako se škrtícími ventily.
5.3.2.5 Obtokové ventily Tyto obtokové ventily jsou běžně napojené na potrubí od místa bezprostředně proti směru průtoku do místa bezprostředně ve směru průtoku ručních izolačních ventilů. V závislosti na návrhu procesu může být takový obtokový systém požadován pro určité regulační ventily procesu nebo uzavírací
20
IGC
DOC
13/12 ventily pro nouzové případy. Tyto obtokové ventily jsou instalovány kvůli zajištění vyrovnání tlaku na izolačním ventilu. Když došlo k vyrovnání tlaku, může být izolační ventil bezpečným způsobem otevřen. Obtokové ventily se také používají k pomalému natlakování systému ve směru průtoku, aby se zmírnilo nebezpečí kvůli vysoké rychlosti a vysoké rychlosti při zvyšování tlaku. Řízené, pomalé natlakování si vyžaduje použití ventilu zajišťujícím škrcení a regulace průtočného množství. Kvůli své funkci regulace průtočného množství jsou obtokové ventily kategorizované jako škrtící ventily nebo jako regulační ventily procesu. Přestože jsou klasifikovány jako regulační ventily procesu, jsou tyto obtokové ventily běžně ručně ovládanými ventily. V typickém případě jsou to přímé ventily, které dle zkušenosti vykazují nárazy a turbulentní tok s vysokou rychlostí při průtoku tělesem ventilu. Pro ventil a potrubí ve směru průtoku obtokového ventilu a pro celý obtokový potrubní systém se doporučuje použít kyslíkové materiály, pokud je možný obousměrný průtok nebo pokud to indikuje analýza rizik. Obtokové ventily se musí navrhovat v souladu s následujícími kritérii: Obtokový systém musí být dimenzován tak, aby bylo dosaženo vyrovnání tlaku během přijatelného časového období. Pro provedení minimalizace množství částic, které se mohou nahromadit v obtokovém vedení, se musí obtoková trubka připojit k hlavnímu vedení v úrovni osy potrubí nebo nad osou potrubí (viz Obrázek 4). Obtokové potrubí by mělo mít základ v hlavním potrubí, takže obtokové vedení vyčnívá skrz hlavní potrubí, aby se zamezilo nárazu na lem.
Obrázek 4 – Instalace obtoku
5.3.2.6 Odvětrávací ventily Odvětrávací běžně vykazují vysokou rychlost a nárazy a obvykle se s nimi zachází jako se škrtícími ventily. Výběr materiálu pro připojené odvětrávací potrubí je popsán v kapitolách 5.2.3.2 a 5.2.3.4.
5.3.3
Typy ventilů
Rychlost při průtoku ventilem se mění v závislosti na změnách v ploše příčného průtočného průřezu zejména kulovitých, přímých ventilů a přetlakových pojistných ventilů. Pokud se jedná o izolační ventily, jako jsou kulové ventily, ventily s kuželkou, škrtící ventily a ventily typu uzavíracích šoupátek, které jsou během provozu obvykle v otevřené poloze, rychlost se významným způsobem nemění a výběr materiálu pro těleso ventilu a lem může být založen na hodnotě rychlosti na vstupu do ventilu.
5.3.3.1 Kulové ventily a ventily s kuželkou Kulové ventily a ventily s kuželkou jsou ve své podstatě ventily s rychlým otevíráním. To vede k záležitostem kolem adiabatické komprese zvláště, pokud se jedná o materiály elastomer/polymer ve
21
IGC
DOC
13/12 vlastním ventilu nebo v potrubním systému. V typickém případě také koule vykazuje ostrou hranu pro cestu průtoku, pokud dochází k otevírání nebo k uzavírání tohoto ventilu. Pokud je kulový nebo ventil s kuželkou otevřený naplno, průtok se považuje za hladký a jak těleso, tak lem ventilu se považují za takové, které se nacházejí v provozu bez nárazů. Kulové ventily a ventily s kuželkou mohou být vybavené ozubeným převodem, aby tím bylo zajištěno pomalé otevírání.
5.3.3.2 Motýlové klapky Motýlové klapky, pokud jsou otevřené, pracují s talířem v proudu průtoku. Motýlové klapky, které jsou specifikované pro malé rychlosti netěsností, používají těsnění v provedení z elastomeru nebo těsnění kov na kov. Jestliže je motýlová klapka doširoka otevřená, průtok se považuje za hladký a těleso ventilu se považuje za místo, kde nedochází k nárazům. Talíř ventilu se ale nachází přímo v proudu průtoku a považuje se za místo, kde k nárazům dochází. Motýlové klapky jsou neodmyslitelně považovány za rychle se otevírající. To vede k záležitostem kolem adiabatické komprese a vzrůstu teploty zejména pro jakékoliv elastomery ve ventilu nebo v potrubním systému ve směru průtoku. Motýlové klapky mohou být vybaveny ozubeným převodem, aby se zajistilo pomalé otevírání.
5.3.3.3 Šoupátka Jestliže jsou šoupátka otevřená naplno, průtok ventilem se považuje za hladký. Těleso ventilu se v tomto případě považuje za místo, kde nedochází k nárazům, zatímco šoupátko se považuje za místo, kde k nárazům dochází. Existují možné povrchy tření v pohybujících se částech šoupátka, jako mezi šoupátkem a sedlem tělesa ventilu, mezi šoupátkem a zadním sedlem, mezi otáčejícím se dříkem a šoupátkem, a mezi závitem dříku a kulisou ventilu. Pokud se šoupátka nacházejí v uzavřené poloze a provede se u nich vyrovnání tlaku s využitím obtokového ventilu. U některých konstrukčních provedení je možné, že tlak v oblasti krytu ventilu zůstane nízký, dokud nedojde k otevření ventilu. To by mohlo vést při počátečním otevírání k adiabatické kompresi v oblasti krytu ventilu. Některá šoupátka jsou v sedlech bodově svařována, sešroubována. Po montáži může být obtížné vyčistit oblast závitu. Podle konstrukčního provedení může šoupátko vykazovat na své základně spodu otevřenou drážku, jestliže je ventil otevřený, což představuje ideální místo pro nahromadění drobných úlomků.
5.3.3.4 Sedlové ventily Sedlové ventily se obvykle používají u řídicích aplikací a obvykle jsou automatizované. Sedlové ventily vykazují křivolakou a komplikovanou dráhu s mnoha místy, kde dochází k nárazu. Konstrukční provedení lemu ventilu se mění u specifických prodejců, ale může mít relativně tenký průřez, který je opatřen vložkami z elastomeru/polymeru, aby se minimalizovaly netěsnosti a aby se minimalizovalo poškození sedla ventilu. Někdy se používají klecové lemy, které mají obvykle tenký průřez a poskytují místa, kde by mohlo docházet nahromadění a/nebo k odříznutí/odseknutí drobných úlomků. V důsledku těchto konstrukčních vlastností se musí sedlové ventily vždy považovat za škrtící ventily, přičemž jak těleso ventilu, tak lem ventilu jsou klasifikovány jako místa, kde dochází k nárazům. Obvykle se v tomto případě používá vyňatých materiálů.
5.3.3.5 Přetlakové pojistné ventily
22
IGC
DOC
13/12 Přetlakové pojistné ventily podle přirozené zkušenosti vykazují vysoké rychlosti pří průchodu plynu lemem. Dochází k nárazům na výstupní části krytu a ve výstupním potrubí, přestože jsou tyto oblasti v normálním případě na hodnotě atmosférického tlaku nebo v blízkosti atmosférického tlaku. Dimenzování lemu a vstupu ventilu určuje rychlost plynu na vstupu do ventilu. Dimenze lemu a ventilu se mohou někdy volit tak, aby byla zajištěna malá rychlost v oblasti vstupu. Jak lem, tak těleso ventilu se považují za místa, na kterých dochází k nárazům. Pro lem a těleso ventilu se často používá vyňatých materiálů, pokud se neprovádí jiná zmírňující opatření. Přetlakové pojistné ventily musí vyhovovat národním nebo mezinárodním normám, jako ASME VIII Sbírka norem pro kotle a tlakové nádoby, kapitola VIII [34].
5.3.3.6 Zpětné ventily Zpětné ventily na základě svého konstrukčního provedení obsahují komponenty, které se vždy budou nacházet v proudu průtoku a mohou podléhat vysokým rychlostem a nárazům. Proto talíř ventilu, miska pružiny ventilu, píst nebo pružina zpětného ventilu by měly být vyrobeny z vyňatých materiálů. V závislosti na typu ventilu, těleso zpětného ventilu může nebo nemusí být považováno za místo, kde dochází k nárazům. Komponenty zpětných ventilů jsou navrhovány tak, aby vzájemně na sebe narážely, a proto se na ně musí nahlížet jako na potenciální zdroje energie pro vznícení a možná, jako na zdroj tvorby částic. Musí se věnovat pozornost pro zajištění, aby tloušťka pohybujících se nebo narážejících komponentů v proudu průtoku plynu byla odpovídající a nebyla menší než hodnota uvedená v Dodatku D, pokud se neprovádí jiná zmírňující opatření. Zpětné klapky obvykle dodávané se systémy pístových kyslíkových kompresorů nejsou v této kapitole uvedeny. Zpětné ventily by měly být navrženy ta, aby odolaly vibracím, a měly by být nainstalovány tak, aby se minimalizovala možnost vibrací.
5.3.4
Ventilová těsnění a těsnící materiály
Strana odpovědná za specifikaci a nákup ventilů pro kyslíkové systémy by měla kontaktovat dodavatele těsnění a těsnících materiálů a požádat jej o návod k materiálům, zda jsou kompatibilní a vhodné pro provoz s kyslíkem za konstrukčních podmínek (viz kapitola 4.5). Informace o kompatibilitě nekovového těsnění a těsnících materiálů najdete v ASTM G63 a BAM [9, 22].
5.3.5 -
5.4
Jiné možné zdroje vznícení ve ventilech
Lokální ohřev v důsledku tření, ke kterému dochází mezi kovovými komponenty. Obloukové výboje v místech, kde jsou dvě kovové komponenty s různými elektrickými potenciály oddělené nekovovou izolační látkou. Tření při proudění, což jsou tokem vyvolané vibrace elastomeru/polymeru, vedoucí k lokálnímu zvýšení teploty elastomeru/polymeru, což vede ke vznícení typu zapalovací řetězec. Míšení kyslíku a nekompatibilního oleje nebo mazacího tuku, např. v převodovkách nebo u úhlových kol (převodů) ventilů. Jestliže se použije takové zařízení, musí se provést vhodná opatření a uspořádání, jako je aplikace distančních kusů otevřených do atmosféry, aby se tak zabránilo migraci oleje nebo mazacího tuku podél vřetena do systému kyslíku.
Zařízení
V následujících kapitolách jsou popsané speciální řadové komponenty zahrnující filtry, sítové filtry, clony, měřiče průtočného množství typu Venturi, teploměrné jímky, tlumiče a pružná spojení. Převážná většina těchto řadových komponent vykazuje průtok spojený s nárazy. Materiál těchto komponentů by měl být vybírán na základě informací uvedených dále v textu.
23
IGC
DOC
13/12 5.4.1
Kónické sítové filtry
Kónické sítové filtry v provozu s plynným kyslíkem jsou obvykle navrhované jako perforovaný kužel se sítovým potahem. Sítový filtr se musí do potrubního systému umístit tak, aby uvedené síťoví bylo umístěno na vnější straně kuželu, přičemž kužel bude orientován proti směru průtoku. Obvykle používané velikosti síta jsou 150 mikronů nebo jemnější. Síto kónického filtru se považuje za oblast s vysokým rizikem, protože podle zkušenosti tam dochází k přímým nárazům, a také zachycuje a shromažďuje malé úlomky a částice. Drátěné síťoví kvůli své konstrukci z tenkého materiálu nabízí vysoký poměr povrchu vůči objemu, je citlivější ke vznícení při provozu s kyslíkem. Materiálem překrývajícího drátěné síťoví musí být takový materiál, který vykazuje odolnost proti hoření, jako nikl, bronz nebo Monel. Nesmí se použít materiály s relativně nízkou odolnosti proti hoření, jako síťoví v provedení z nerezové oceli. Děrovaná nosná část kuželu se také považuje za místo, kde dochází k nárazům. Výběr materiálu a jeho tloušťka by měly být založeny na křivce rychlosti při nárazu uvedené na Obrázku 2 a v Dodatku D.
5.4.1.1 Tlak vyboulení kuželového sítového filtru Kužele kuželového sítového filtru by měly být navržené s vysokou hodnotou tlaku vyboulení nebo zborcení, přednostně na 100 % přípustného tlaku systému, jak je stanoveno nastavením přetlakového pojistného ventilu. Pokud je tlak zborcení menší než 100 %, měl by být nainstalován ukazatel diferenčního tlaku s výstražnou signalizací, aby se zajistila výstraha pro pracovníky obsluhy, že se prvek blíží k poruchovému stavu a že je nutné provést nápravnou činnost. To proto, aby se zabránilo zborcení kuželu a průchodu úlomků potrubním systémem a tedy vytvoření potenciálního nebezpečí vzniku požáru.
5.4.1.2 Návrh systému kuželového sítového filtru Systémy by měly být navrženy tak, aby se zabránilo reverznímu průtoku při provozu filtru nebo sítového filtru. Pro sítové filtry platí také požadavky na potrubí a ventily uvedené v kapitole 5.4.2.6.
5.4.2
Sítové filtry typu Y
Těleso sítového filtru typu Y se považuje za místo, kde dochází k nárazům, slepé místo a místo, kde se kontaminant může vznítit a zapálit okolní komponenty. Jako takové se musí použití sítových filtrů typu Y omezit na místa s minimálním potenciálem kontaminantů. Pro těleso sítového filtru se musí použít pouze kyslíkové materiály. Je zakázáno používat uhlíkovou ocel. Drátěné síťoví a síto musí splňovat pokyny (směrnice) pro kuželové sítové filtry uvedené v kapitole 5.4.1. Odkalovací ventily na krytu sítového filtru typu Y se nesmí používat pro provoz s plynným kyslíkem. Přestože odkalovací ventil poskytuje jednoduchou metodu pro čištění sítového filtru, mohl by se snadno otevřít v nevhodnou dobu a mohl by způsobit lokální nebezpečí ovzduší obohaceného kyslíkem spolu s vysokými rychlostmi plynu.
5.4.3
Filtry
Čištění plynu pomocí filtračních prvků se požaduje tehdy, pokud specifikace retence částic přesahuje schopnosti kuželového sítového filtru.
5.4.3.1 Rizika spojená s použitím filtrů Filtrační vložky představují místa, kde dochází k nárazům, která jsou považována za místa s vysokým rizikem kvůli jejich retenci částic. Vložky představují také komponenty s „vysokým poměrem povrchové plochy vůči objemu“, u kterých by mohlo snadno dojít ke vznícení v závislosti na použitém materiálu. Jako takový si výběr materiálu prvku vyžaduje další péči. Systémy by měly být navrženy (zkonstruovány) tak, aby nedošlo k reverznímu průtoku při provozu filtru nebo sítového filtru.
24
IGC
DOC
13/12 5.4.3.2 Materiál pro filtrační vložky Běžné materiály pro filtrační vložky zahrnují kromě jiného: -
Skleněné vlákno nebo tkané skleněné vlákno bez organických pojiv. Tkaný nebo slinutý nikl. Mosaz, bronz, měď nebo Monel 400.
5.4.3.3 Filtrační vložky ze skleněného vlákna Pokud jsou filtrační vložky vybaveny nekovovými materiály kompatibilními s kyslíkem, jako skleněné vlákno, musí být navrženy (zkonstruovány) a smontovány pomocí měděného drátu, aby nedocházelo k akumulaci elektrostatických nábojů v médiu. Poté se musí důkladně vyčistit, aby se odstranila maziva a jiná činidla používaná při jejich výrobě.
5.4.3.4 Tlak zborcení filtru Zborcení filtračních vložek v důsledku vysokého diferenčního tlaku může mít za následek potenciální nebezpečí vzniku požáru. Filtrační vložka musí být buď schopná snášet maximální tlak potrubí, když je zcela zanesené, nebo by se měl nainstalovat indikátor diferenčního tlaku s výstražnou signalizací (viz kapitola 5.4.1.1).
5.4.3.5 Pouzdro filtru Výběr materiálu pouzdra filtru se musí určit podle aplikace pomocí kritéria, kdy dochází k nárazům nebo kdy nedochází k nárazům a s ohledem na křivky rychlostí uvedené na Obrázcích 1 a 2.
5.4.3.6 Požadavky na potrubí a ventily u filtrů Filtry by měly být opatřeny vstupními a výstupními oddělovacími ventily, aby bylo možné zajistit vyjmutí filtru pro potřeby čištění. Pokud vedení nelze odstavit z provozu pro potřeby čištění filtru, měly by být nainstalované paralelní filtry a každý z nich by měl být opatřený vstupním a výstupním oddělovacím ventilem. Odvětrávací ventil by měl být nainstalovaný ve směru průtoku každého filtru proti směru průtoku odvzdušňovacího oddělovacího ventilu. Filtry by neměly být vybaveny pro zpětné proudění během provozu, protože to má za následek nahromadění částic při velmi vysoké rychlosti. Může se zvážit použití obtokových vedení okolo filtrů, když se může provádět údržba filtru během časových období nízkých rychlostí průtoku, jako 20 % konstrukční rychlosti průtoku a množství, např. při procesních odstávkách, kdy se používá pouze malých rychlostí průtoku.
5.4.4
Zařízení na měření průtoku
5.4.4.1 Všeobecné požadavky Systémy na měření průtoku by se měly umístit vzdálené od jiných zařízení a potrubí. Upřednostňuje se umístění ve venkovním prostředí. Ruční oddělovací ventily a obtokové ventily by měly být přiměřeně vzdálené od měřicích přístrojů a měly by být umístěné mimo jakoukoliv oblast s potenciálním nebezpečím vzniku požáru nebo by měly být oddělené bariérou. Výběr materiálu je založen na použití vyňatých materiálů, které jsou uvedené v Dodatku D, nebo na použití materiálů splňujících kritéria křivky rychlosti při nárazu uvedené na Obrázku 2. Musí se zvážit filtrace umístěná proti směru proudu měřicích systémů z uhlíkové oceli. Pro provoz s kyslíkem se dává přednost statickým měřidlům, jako jsou clony, před měřicími přístroji či měřicími zařízeními s pohyblivými prvky za předpokladu, že tento druh měření bude vyhovovat požadavkům uživatele. Zpravidla se instaluje filtrace proti směru proudu měřidel s pohyblivými prvky.
5.4.4.2 Clony
25
IGC
DOC
13/12 Clony jsou zařízení na měření průtoku, která jsou považována za místa, kde dochází k nárazům vzhledem k vyšší rychlosti a ostrým hranám na redukovaných plochách. Mělo by se použít vyňatých materiálů, které jsou uvedené v Dodatku D.
5.4.4.3 Zařízení na měření průtoku s pohyblivými prvky Návrh, konstrukce a výběr zařízení na měření průtoku s pohyblivými prvky musí být vhodné pro provoz s kyslíkem a pro provozní podmínky, pokud jde o tlak, průtok a teplotu. Rotační zařízení, turbíny, přístroje hmotnostního průtoku na bázi točivého momentu a objemové vodoměry představují typy měřících přístrojů s pohyblivými prvky, které se používají v případech, kdy se požaduje široký rozsah schopnosti měření a přesnosti přístroje. Návrh a konstrukce typických stanic pro měření průtoku s pohyblivými prvky tohoto typu berou v úvahu záležitosti spojené s vytvořením přetlaku, s překročením rychlosti, s reverzním průtokem a s nadměrným průtokem. Vzhledem k tomu, že může docházet k některým dalším úvahám nebo zjednodušením, měl by být každý případ individuálně a pečlivě analyzován, zda vyhovuje příslušným požadavkům. Speciální bezpečnostní zřetele pro tyto typy měřících přístrojů jsou: -
-
-
Potrubí by mělo být zkonstruováno a instalováno s použitím minimální zátěže na příslušné připojení k měřicím přístrojům s pohyblivými díly. Ručně prováděná údržba by se měla provádět na měřicích přístrojích po jejich odstavení mimo provoz, oddělení od systému, snížení tlaku a uvedení do bezpečného stavu. Mazání: některé dynamické měřicí přístroje vyžadují určitou zásobu maziva. Toto mazivo se musí vybrat z maziv kompatibilních s kyslíkem, která jsou v kapitole 5.5. Pokud je zásobník maziva viditelný zvnějšku, musí být na nápadném místě připevněn štítek k měřícímu zařízení, na kterém bude specifikována jakost příslušného autorizovaného maziva. Obnovu maziva nebo kontrolu maziva mohou provádět pouze pracovníci ze strany uživatele, kteří k tomu mají oprávnění. Indikace na dálku: měřicí přístroje, které mají zabudované průtokoměry nebo součtová počítadla by měla být navržena tak, aby je bylo možno odečíst ze vzdáleného místa, aniž by se muselo k měřícímu zařízení přiblížit. Ochrana proti překročení rychlosti: některé měřicí přístroje s pohyblivými prvky, jako jsou měřicí přístroje s rotačními písty, jsou vystaveny nebezpečí vzniku příliš velké deformace, dojde-li k překročení maximálního dovoleného průtoku. Tření způsobené v důsledku kontaktu pohyblivých částí nebo stržených cizích částic může mít za následek zablokování, porušení, prasknutí a/nebo ke vznícení. Tato zařízení na měření průtoku musí být chráněna zařízením pro omezování průtoku.
5.4.5
Průtržné membrány
Je třeba dávat velký pozor při použití pojistných průtržných membrán u přenosového a distribučního kyslíkového potrubního vedení vzhledem k nebezpečí plynoucímu z předčasného porušení, přerušení dodávky a následného nekontrolovaného uvolnění velkých objemů plynu, což může vést k vytvoření ovzduší bohatého na kyslík. Pokud je jejich použití z nějakého důvodu nevyhnutelné, musí být provedené z vyňatého materiálu. Nerezová ocel a slitiny niklu s tloušťkou menší než vyňatá jsou povoleny na základě konstrukčních podmínek pojistné destičky, požadavků na otevření při nastaveném konstrukčním tlaku a protože procházejí pouze při prasknutí. Dává se přednost předem zavedeným nerozpadajícím se pojistným membránám. Jejich vnější povrch, který je ve styku s atmosférou, může být pokryt tenkou vrstvou z PTFE nebo FEP, aby se zabránilo zhoršení jejich stavu v důsledku koroze.
5.4.6
Izolační spoje
Izolační spoj se v zásadě provádí ze dvou potrubních prvků oddělených dielektrickým materiálem. Účel takových izolačních spojů spočívá v zajištění trvalého elektrického oddělení mezi částmi instalace s katodickou ochranou a částmi bez této ochrany.
26
IGC
DOC
13/12 Vzhledem k tomuto elektrickému přerušení nesou izolační spoje možnost nebezpečí spontánního vznícení izolačního materiálu způsobeného možným ohřevem v důsledku Joule efektu. Pokud uvnitř potrubního vedení nějaký souvislý nános prachu spojí dva prvky potrubního vedení a pokud je aktuální intenzita dostačující, může být tento prach přiveden na teplotu, která je schopna způsobit vznícení izolačního materiálu. Izolační materiál, který je ve styku s kyslíkem, by měl kombinovat odpovídající mechanické a dielektrické vlastnosti a měl by vyhovovat ustanovením v kapitole 4.3. Izolační spoje využívající použití standardních přírub musí zahrnovat následující charakteristické rysy jako minimální požadavky: -
-
-
Plochá izolační těsnění, podložky šroubů a objímky musí být za provozních podmínek kompatibilní s plynným kyslíkem. Dielektrická pevnost plochých těsnění, podložek šroubů a objímek bude záviset na specifikacích prodejců a na požadavcích ze strany kupujících, ale obvykle bude řádově 10 kV/mm. Izolační příruby by měly být nainstalovány ve vodorovné rovině (tj. vertikální vedení trubky) pro minimalizaci nahromadění drobných úlomků a vlhkosti uvnitř čel přírub, což by mohlo působit přemostění přes ploché těsnění. Vedení potrubí může být nakloněno až na maximálně 45°od vertikálního směru. Plochá těsnění by měla být plnoprofilového typu vytvarována přesně na vnitřní průměr trubky. Účinek přemostění a také možnost hoření oblouku nad mezerou se mohou snížit s použitím plochého těsnění s vnějším průměrem větším než je průměr zvýšeného čela příruby. Izolační příruby by měly být vybavené článkem ochrany proti poruchovému proudu na ochranu proti požárům v případě, že dojde k úderu bleskem (viz kapitola 10.2). Konstrukce systému katodické ochrany by měla omezit vnucené potenciály proudu, kdekoli je to možné. Izolační spoje by měly být vybaveny vhodnými ochrannými zařízeními proti přepětí na ochranu proti jiskrám a nadměrnému stoupnutí napětí, což způsobuje lokalizovaný ohřev nad mezerami spojů nebo jinými místy, kde jsou kovové povrchy s různými elektrickými potenciály oddělené izolačními materiály. Pokud se používají patentované izolační spoje typu monolitického/mono bloku, následující důležité vlastnosti si zaslouží zvážit:
Dielektrický materiál a interní plynová těsnění musí být kompatibilní s plynným kyslíkem za provozních podmínek.
Dielektrický materiál musí být také nepropustný s ohledem na plynný kyslík za provozních podmínek.
Dielektrická pevnost izolačního materiálu by měla být obvykle řádově 10 kV/mm.
Izolační spoje typu monoblok by se měly poskytovat s připojovacími očky na vnější straně zařízení umístěné na kterékoli straně izolačního prvku, aby bylo možné namontovat „jiskřiště“ bleskojistky a pro následné kontroly elektrické izolace.
-
Izolační spoje zejména u typu monoblok jsou náchylné k poškození a k netěsnostem, pokud dojde k jejich přílišnému namáhání jak v příčném tak podélném směru. Za účelem snížení pravděpodobnosti deformace spoje za přijatelné hranice je rozhodující zvolit vhodný přiměřený bezpečnostní faktor konstrukčního návrhu takového spoje, aby byla zajištěna ochrana proti konstrukčním nepřesnostem souvisejícím s instalací potrubí, terénem, místním prostředím a jinými faktory. Je také důležité, aby byly spoje vhodně podepřené a správně nainstalované.
Viz také kapitoly 4.5.2 a 7.4.3.
5.4.7
Pružné spoje
Použití trvalých pružných spojů, hadic a dilatačních spojů se v systémech potrubních vedení kyslíku nedoporučuje vzhledem k jejich malé tloušťce stěny a vzhledem k možnosti vytváření zón zachycování prachu v místech zvlnění.
27
IGC
DOC
13/12 Pokud se jedná o potrubí, která jsou vystavená velkým změnám teploty, možná bude nutné zavést dilatační smyčky pro zajištění přizpůsobení se pohybům potrubního vedení. Poloměr zakřivení dilatačních spojů by měl být zvolen tak, aby se usnadnilo v případě nutnosti použití čisticích ježků. Materiál pro výše uvedené dilatační spoje by měl být konzistentní s materiálem vedeným v kapitole 5.2.
5.4.8
Různé položky (prvky) zařízení
5.4.8.1 Zařízení pro snížení hlučnosti Pláště, přepážky a difuzéry tlumičů odvětrávání musí být zcela v kovovém provedení a/nebo v provedení z betonu. Kovový materiál by měl být odolný proti korozi a být v souladu s křivkou rychlostí při nárazu uvedenou na Obrázku 2. Sestava by měla být navržena a vyrobena tak, aby se zabránilo jakémukoliv relativnímu pohybu komponentů. Pokud tlumiče využívají materiálů tlumících zvuk, musí být nehořlavé a v podstatě bez oleje nebo mazacího tuku. Příkladem těchto materiálů jsou skleněné vlákno nebo skelná vata.
5.4.8.2 Další příslušenství Jakékoliv další příslušenství, které může přijít do styku s kyslíkem, musí být zhotoveno z takového materiálu, který byl vybrán v souladu s křivkou rychlostí při nárazu uvedenou na Obrázku 2. Pro jejich nekovové komponenty musí být vybrány materiály splňující požadavky uvedené v kapitole 4.3. Obvyklá příslušenství jsou: Snímače tlaku a indikátory tlaku. Pneumatická regulační zařízení. Teploměrné jímky. Potrubí přístroje a různé přístrojové ventily. Potrubí přístroje obvykle obsahují trubky o malém vnitřním průměru v aplikacích, kde nedochází k proudění, což umožňuje použití potrubí z nerezové oceli bez jakýchkoliv omezení tloušťky trubek. Mělo by se zabránit výskytu slepých míst a míst, kde by mohlo docházet k hromadění částic. Ventily přístrojů se nacházejí v režimu škrcení, pokud jsou otevřené, a mělo by se brát v úvahu použití vyňatých materiálů, uvedených v Dodatku D. Měřidla s číselníkovým indikátorem by měla být vybavena na zadní části výfukovými zátkami nebo pojistnými destičkami umožňujícími únik kyslíku v případě praskliny na snímacím článku. Měla by být provedena další bezpečnostní opatření jako bezpečnostní sklo a pevná přepážka mezi snímacím článkem a okénkem měřidla. Pokud snímače používají hydraulickou kapalinu, tato kapalina by neměla být v přímém styku s kyslíkem a měla by se vybírat na základě informací uvedených v kapitolách 4.3 a 5.5. Všechny snímače a indikátory tlaku by měly být jasně označené, že jsou určené pro provoz s kyslíkem (např. prostřednictvím nápisu „KYSLÍK, POUŽITÍ OLEJE ANEBO MAZACÍHO TUKU JE ZAKÁZANÉ“).
5.4.9
Ochranné systémy
Při návrhu a instalaci ochranných systémů včetně tlakových spínačů, spínačů průtoku a teploty a jiných zařízení by se měly brát v úvahu následující faktory: -
Kvalita a spolehlivost zařízení. Poruchové režimy a jejich vlivy včetně např. výpadku energie, výpadku (tlakového) vzduchu pro přístroje a poruchy přístrojového okruhu. Zda používat vypnutí a/nebo alarm, v posledně uvedeném případě schopnost pracovníka obsluhy reagovat. Bezpečnostní požadavky a následky významů poruch oproti záležitostem týkajícím se spolehlivosti dodávky.
28
IGC
DOC
13/12 Jako součást návrhu by se měla vzít v úvahu požadovaná Úroveň bezpečnostní integrity jakýchkoli ochranných systémů. Podrobnější informace viz IEC 61508 a IEC 61511 [35, 36].
5.4.10 Výměníky tepla Je třeba dávat pozor při volbě potrubí pro výměníky tepla, které mohou mít menší průměr trubky než 0,125 (3 mm), protože vlhkost trasy může mít za následek vznik předčasné katastrofální koroze uhlíkové oceli. Proto se použití uhlíkové oceli nedoporučuje pro potrubí výměníků tepla. Pro potrubí výměníků tepla se doporučuje použít kyslíkové slitiny. Potrubí z nerezové oceli se může používat u malých rychlostí kyslíku (viz Obrázek 2). Tato publikace se nevěnuje otevřeným výparníkům ani výměníkům tepla z pájeného hliníku. Pro kyslíkové kompresory je výběr materiálů pro výměníky tepla uvedený v IGC 10 Pístové kompresory pro provoz s kyslíkem stejně jako EIGA IGC 27 Odstředivé kompresory pro provoz s kyslíkem [37, 38].
5.5
Maziva
Všechny komponenty by měly být navrženy tak, aby fungovaly bez mazání. Nicméně pokud je mazivo nutné pro umožnění montážních činností nebo funkce nějakého komponentu, musí se vybrat ze seznamů maziv, o kterých bylo zjištěno, že jsou vhodná pro provoz s kyslíkem, jako jsou maziva uvedená v BAM [22]. Dokument ASTM G63 představuje také zdroj vhodných informací [9]. Mazivo by mělo být rozprostíráno na povrchách, které se mají mazat a jejich použití se musí striktně udržovat na minimální hodnotě. Při sestavování komponentu se musí aplikovat množství odpovídající životnosti komponentu a z vnějšku nesmí být rozeznatelné žádné stopy maziva. Odchylka je povolená v případě takových komponentů, u nichž bylo na základě zkušeností a souhrnného testování prokázáno bezpečné použití takových komponentů. Maziva a mazací tuky, které jsou vhodné pro provoz s kyslíkem, jsou zpravidla tekutiny halogenovaného chlorotrifluorethylenu (CTFE), které jsou zahušťované oxidem křemíku. Použití těchto produktů by se mělo omezit na aplikace se suchou atmosférou, protože umožňují vlhkosti pronikat do filmu oleje a působit silnou korozi. Tekutiny CTFE by se neměly používat u komponentů vyrobených z hliníkových slitin za podmínek vysokého krouticího momentu nebo střihového namáhání vzhledem k nebezpečí reakcí s povrchy, které byly čerstvě vystavené působení. Výběru takových maziv kompatibilních s kyslíkem se musí věnovat péče vzhledem k tomu, že v závislosti na případech použití nejsou mazací vlastnosti tekutin CTFE obecně tak dobré, jako je tomu u minerálních olejů nebo mazacích tuků na bázi uhlovodíků.
6
Čištění
6.1
Všeobecné požadavky
6.1.1
Strategie čištění
Čištění potrubního systému se může provádět buď jako předběžné čištění celého potrubí před instalací a udržováním čistého stavu potrubí během montáže, jako kompletní čištění potrubního systému po provedení montáže nebo kombinací těchto dvou přístupů. Zpravidla se dává přednost předběžnému čištění potrubí před čištěním po instalaci. Je nepraktické i nemožné provádět kompletní kontrolu systému na čistotu po stavbě a konečném vyčištění. Proto je nutné, aby byly řádně ustanovené podrobné písemné postupy včetně sekvence pro montáž a čištění a aby tyto postupy byly v průběhu projektu pečlivě dodržované. Návrh potrubního systému musí být kompatibilní s metodami čištění, montáže a tlakových zkoušek, které se budou používat. Měla by existovat písemná specifikace pro kontrolu čistoty během přípravy materiálu a stádií montáže. Další návod na čištění kyslíku je uvedený v G-4.1. Čištění zařízení pro provoz s kyslíkem a EIGA Doc 33 [39, 40].
29
IGC
DOC
13/12 6.1.2
Standard čistoty
Systém se považuje za čistý pro provoz s kyslíkem tehdy, když byly v rozsáhlé míře odstraněny interní organické a anorganické látky a částice. Je nezbytné provést odstranění znečišťujících látek jako mazacích tuků, olejů, maziv na závity, nečistot, vody, kovových pilin, okují, materiálu rozstřikovaného při sváření, nátěrových hmot a jiných cizích materiálů. Návod ohledně kritérií přijetí viz kapitola 6.5.3.
6.1.3
Metody čištění
Čištění potrubních vedení kyslíku se může provádět jednou nebo kombinací více následujících metod: -
Chemické čištění (kyselé nebo zásadité) a pasivace. Čištění s použitím čistícího protahovacího ježka (pigging). Mechanický seškrab. Čištění tryskáním ocelovým pískem, čištění tryskáním pískem nebo čištění otryskáváním ocelovou drtí. Tryskání suchým oxidem uhličitým. Otryskávání. Mytí rozpouštědlem.
Pozn.: Nesmí se používat rozpouštědla zakázaná Montrealským protokolem. Viz příslušná národní, Evropská nebo Americká nařízení.
-
Čištění čisticím prostředkem o vysokém tlaku. Čištění čisticím prostředkem o vysoké teplotě. Čištění profukováním, proplachováním plynem s velkou rychlostí.
Čistící protahovací ježci se obvykle používají pro vnitřní čištění potrubních vedení. Typy těchto protahovacích ježků, které jsou k dispozici, spadají do následujících kategorií: Typ Kalibrování Pěnové (nebo měkké protahovací těleso) Pryžový kotouč nebo disk Drátěný kartáč Škrabka
Případ použití Zajistit uvolnění od překážek Odvodnění Odstranění jemných, volných drobných úlomků a prachu Odvodnění Odstranění volných drobných úlomků Odstranění okují v potrubí Odstranění lpících částic a rzi Odstranění okují v potrubí Odstranění lpících částic a rzi
Zpravidla budou čistící ježci zhotoveni z materiálů, které nemusí být zcela kompatibilní s kyslíkem, zejména ty, které jsou zhotovené z pěny nebo z pryže. Proto je důležité pokud možno zajistit, aby v takovém případě, kdy jsou použity materiály jako pěna nebo pryž, tyto materiály nepřilnuly ke stěně trubky nebo aby nezůstaly jejich fragmenty v potrubí. Odstranění jakýchkoliv těchto částic nebo fragmentů je možné dosáhnout s použitím profukováním plynem s vysokou rychlostí (viz kapitoly 6.3.7 a 6.4.6). Nicméně správný výběr a použití čistících těles, aby se tak vyhovělo předvídanému stavu vnitřního povrchu potrubí v různých stádiích čištění, bude minimalizovat pravděpodobnost poškození čistících těles a znečištění potrubního systému. Je také důležité, aby byly čistící protahovací tělesa, s nimi související vypouštěcí/přijímací lapače a jiná zařízení kompatibilní s rozpouštědly a čisticími prostředky, které se budou používat, a aby byly vyčištěné podle norem pro provoz s kyslíkem. Pozn.: Pokud se mají pro čištění potrubního systému používat čisticí protahovací tělesa, jejich použití by se mělo zvážit ve stadiu návrhu pro zajištění kromě jiného správné specifikace poloměru ohybu.
30
IGC
DOC
13/12 Měly by se vést záznamy o činnosti všech čisticích protahovacích ježků. Ježci by se měli kontrolovat, když se vyjmou z potrubí (protahovaného tělesa).
6.1.4
Komponenty potrubního systému
Zařízení jako T-kusy, ventily, zpětné ventily, izolační spoje, regulátory, měřicí přístroje, filtry a jiné armatury se obvykle nakoupí jako předem vyčištěné prvky pro provoz s kyslíkem a nainstalují se po dokončení operací čištění. Pokud jakékoliv prvky zařízení nemohou být opatřené jako čisté, je třeba provést uspořádání tak, aby tyto prvky zařízení byly čištěny na stanovišti nebo v jeho blízkosti, aby se zajistilo splnění požadovaných norem. Bezprostředně před instalací by se měla provádět vizuální kontrola prvků zařízení, aby se zajistilo, že nebude ohrožen požadovaný standard čistoty. Pro účely čištění se musí zacházet s potrubními větvemi a paralelními vedeními jako s oddělenými, samostatnými systémy a po dokončení čištění se musí provést příslušná konečná napojení.
6.1.5
Svařování
Části potrubí se musí spolu svařovat s použitím uznaných svařovacích procesů. Nakonec je nezbytné, aby vnitřní plochy svarů byly hladké a důkladně bez strusky, svarových housenek nebo bez volných drobných úlomků, aby se tak zachovala vnitřní čistota. Viz kapitola 7.3, kde jsou uvedeny další informace o požadavcích na svařování.
6.1.6
Tlaková zkouška
Potrubí se musí přezkoušet buď pneumatickou, nebo hydrostatickou tlakovou zkouškou při tlaku požadovaném sbírkou norem, podle které bylo příslušné potrubí sestaveno. Přednost se dává pneumatické tlakové zkoušce (viz kapitola 7.3.3). Ať se zvolí jakákoliv zkušební metoda, musí se provádět ve vhodných bodech celkového programu montáže potrubí, aby se vyhovělo požadavkům projektu a aby se minimalizovala pravděpodobnost nákladných předělávek. Další podrobné údaje o tlakových zkouškách jsou uvedené v kapitole 7.6.1.
6.1.7
Instalace vybavení potrubí
Po dokončení konečného čištění je možno nainstalovat všechny nadzemní spoje včetně předem vyčištěných a předem zkoušených T-kusů, ventilů, armatur, potrubních odboček a jiných prvků. Ohledně požadavků na nedestruktivní zkoušky viz kapitola 7.6.
6.2
Specifikace a výroba materiálu potrubního vedení
6.2.1
Všeobecné požadavky
Všechny základní požadavky na specifikaci a výrobu potrubního vedení, které mají přímý vliv na proces čištění, by měly být formálně předloženy dodavateli potrubí jako součást kompletní technické specifikace pro nákup potrubí. Kontroly původu a kvality nakupovaného potrubí musí být zcela dohledatelné a kupující musí obdržet odpovídající dokumentaci.
6.2.2
Sbírky norem a normy
Všeobecně lze konstatovat, že požadavky na výrobní proces, materiál, kvalitu materiálu a kontrolu u potrubí by měly být v souladu s normami, jako jsou EN 10208-2, specifikace API 5L nebo s jinými sbírkami norem, definovanými ve specifikaci projektu jako výsledek požadavků ze strany kupujícího, ze strany národních směrnic nebo z jiných důvodů [41, 42]. Složení materiálu by mělo být obecně v souladu se shora uvedenými sbírkami norem a v souladu s běžnou normou (standardem) výrobce potrubního vedení. Nicméně pro potrubí, které bude před instalací předem vyčištěné, se požaduje, aby výrobní proces nezahrnoval kroky, které by vytvářely na vnitřních povrchách potrubí velké nánosy okují z válcování (viz kapitola 6.2.4).
31
IGC
DOC
13/12 6.2.3
Výrobní proces
Příklady běžné výrobní praxe jsou procesy vysokofrekvenčního indukčního svařování (HFI), elektrického odporového svařování (ERW), svařování laserovým paprskem (LBW) nebo proces svařování pod tavidlem (SAW). Může se také použít bezešvých válcovaných trubek. Potrubní vedení zhotovené jiným procesem by se nemělo používat bez předchozího souhlasu ze strany kupujícího. Objednávka vydaná výrobci trubek resp. seznam zboží musí zamezit použití konzervačních prostředků, jako jsou nátěry, laky nebo podobné nátěrové systémy na vnitřních plochách potrubí.
6.2.4
Tepelné zpracování
Tepelné zpracování buď pro podélné svary (běžně prováděné jako součást nepřetržitých procesů svařování) nebo pro těleso potrubí by mělo být takové, aby dokončené potrubní vedení bylo v podstatě bez okují z válcování (viz kapitola 6.2.2).
6.2.5
Hydrostatická zkouška
Bez ohledu na povahu tlakové zkoušky prováděné v terénu musí výrobce potrubního vedení jako součást procesu výroby a procesu řízení kvality provádět hydrostatickou zkoušku a/nebo zkoušku vířivými proudy (podle povolení ve specifikaci materiálu) na každé části dokončeného potrubí. Hydrostatická zkouška by měla probíhat v souladu s požadavky platných národních nařízení nebo sbírek norem, jako jsou EN 10208-2 nebo specifikace API 5L, pokud nebude stanoveno jinak v projektové specifikaci následkem požadavků ze strany kupujícího [41, 42].
6.3
Předem vyčištěné potrubí
6.3.1
Všeobecně
Všechna potrubí by měla být zhotovována z částí potrubí, které jsou velkou měrou bez okují z válcování kvůli výrobnímu procesu (viz kapitola 6.2.2) a které byly uvnitř předem vyčištěné buď na závodě výrobce, nebo místně na stanovišti před dodáním. Metodou použitou pro předběžné čištění může být buď mechanické, nebo chemické čištění v závislosti na vhodnosti a nákladech za předpokladu, že bude přitom dosaženo požadovaného standardu čistoty. Vnější aplikace ochranného nátěru v případě podzemních potrubních vedení se může provádět před vnitřním čištěním nebo po vnitřním čištění, pokud se přijmou taková bezpečnostní opatření pro zajištění, že proces opatřování vnějšího nátěru nenaruší standard čistoty vnitřních povrchů. Otevřené konce potrubních částí by měly být utěsněny po provedení čištění a po provedení ochranného nátěru, aby se zabránilo znečištění čisté trubky (viz kapitola 6.3.5).
6.3.2
Výroba potrubí
Potrubí, u kterého se provádí předběžné čištění pro provoz s kyslíkem, by mělo být vyrobeno tak, aby byla povolena vizuální kontrola po celé délce takového potrubí. Pokud je to nutné, provede se opětovné čištění na požadovaný standard. Dílenská výroba potrubí pro provoz s kyslíkem v podniku by měla být oddělena od jiných činností.
6.3.3
Tlaková zkouška
Kdykoliv je to z praktického hlediska možné, měla by se provádět pneumatická tlaková zkouška potrubního systému za předpokladu, že tato zkouška nebude v rozporu s některými z následujících ustanovení: -
Příslušné konstrukční předpisy. Národní a místní nařízení. Interní nařízení třetí strany (je-li to vhodné). Přijatelnost na základě formálního odhadu rizik.
32
IGC
DOC
13/12 Požadavek na provedení pneumatické tlakové zkoušky je stanoven potřebou minimalizace rizika znečištění nebo koroze přenosového potrubního vedení kyslíku následkem zavedení vody během hydrostatické tlakové zkoušky. Nicméně pokud pneumatická tlaková zkouška není z nějakého důvodu přijatelná, potrubí musí být podrobeno zkoušce hydrostatické tlakové zkoušce (viz kapitola 6.1.6).
6.3.4
Konečná úprava vnitřního povrchu
Proces předběžného čištění včetně vyfukování má za cíl dosáhnout a to jako minimální požadavek, konečnou úpravu vnitřního povrchu takovou, aby to bylo v souladu s ISO 8501-1, Specifikacemi B SA2 nebo s odpovídajícím dokumentem [43]. Předběžné čištění a vyfukování se může provádět v dílnách u výrobce (po provedení hydrostatické tlakové zkoušky), pokud bylo požadováno. Nicméně pokud se stav vnitřních povrchů dokončeného potrubí pravděpodobně významným způsobem zhorší následkem časového období a/nebo podmínek skladování (včetně přepravy na stanoviště) před provedením instalace, mělo by se předběžné čištění a vyfukování provádět buď přímo na stanovišti, nebo v jeho blízkosti. Potrubí se musí zkontrolovat pro dosažení požadovaného standardu čistoty (viz kapitola 6.5). Vytváření rzi na vnitřních vyčištěných povrchách se může zabránit použitím lehkého fosfátového povlaku. Jedná se o běžný postup po provedení procedur chemického čištění.
33
IGC
DOC
13/12 6.3.5
Příprava k expedici
Když bylo dosaženo požadovaného standardu čistoty, musí se otevřené konce potrubí opatřit pevnými a těsně nainstalovanými uzávěry v provedení z umělé hmoty, aby se tak zajistilo utěsnění proti vodě a proti prachu. Tyto uzávěry se musí zajistit a utěsnit pomocí pevné lepicí pásky. V závislosti na časovém období a na podmínkách skladování a přepravy se může kvůli minimalizaci koroze umístit dovnitř každého dílu potrubí vysoušecí prostředek, jako je silikagel (gel kyseliny křemičité). Pokud se použije vysoušecí prostředek, měl by se uchovávat v systému nádob, které mohou být pevným způsobem zajištěné k vnitřku uzávěrů z plastické hmoty na ochranu proti tomu, aby byla taková nádobka neúmyslně ponechána během instalace v potrubí. Během instalace na stanovišti se může kontrolovat a dokumentovat pro porovnání celkový počet použitých sáčků vysoušecího prostředku. Jakékoliv jímky (otvory) o malém vnitřním průměru v potrubí se musí utěsnit s použitím zátek kovových nebo v provedení z plastické hmoty.
6.3.6
Udržování čistoty
Pokud se jedná o potrubní vedení, které bylo vyčištěno před dodáním na stanoviště, není nutné provádět další čištění potrubních částí před jejich instalací, pokud nedojde k tomu, že vizuální prohlídka na místě stavby odhalí skutečnost, že z jakéhokoliv důvodu byla čistota potrubí nějakým způsobem narušena. V tomto případě se musí postižené části potrubí znovu vyčistit buď na stanovišti, nebo v jeho blízkosti v souladu se schváleným postupem. Během instalace potrubí se musí vnitřní plochy potrubí udržovat v čistém a suchém stavu (tj. bez oleje, mazacího tuku, bez zeminy, drobných úlomků a bez vytékající vody). Toto lze dosáhnout prostřednictvím přípravy formálního stavebního plánu (viz kapitola 7.2), který musí kromě jiných požadavků zahrnovat vše následující: -
-
-
V zemi provedené rýhy pro potrubí se musí udržovat bez vody a bez hořlavého materiálu zejména v oblasti svařování a v místech, kde jsou umístěny části potrubí s otevřenými konci. Utěsňování otevřených konců potrubí pomocí tlak zadržujících zátek nebo s použitím navařených uzávěrů na konci každého pracovního dne nebo tehdy, kdy se neprovádí svařovací práce. Dodatečné bezpečnostní opatření během delších období nečinnosti může spočívat v tom, že potrubí se může ponechat pod tlakem s použitím suchého vzduchu nebo dusíku bez obsahu oleje a s přetlakem asi 0,1 barg (1,5 psig). Vizuální prohlídka potrubí před každým uzavíracím svarem, která bude provedena k tomu oprávněnou osobou. Formální záznamy příslušných výsledků by se měly uchovávat pro budoucí reference. Udržování čistoty zařízení profukování inertním plynem (např. přívodní trubky, dočasná těsnění). Všechna hnací media, plyny a systém pro jejich aplikování během každého typu čištění mají být čisté a bez oleje tak, aby nepředstavovaly zdroj znečištění. Pracovníci pracující na stavbě musí nosit čisté oděvy a bez oleje, a pokud jen to bude z praktického hlediska možné, musí své ruce udržovat bez znečištění olejem, bez znečištění mazacím tukem a nadměrné špíny.
Během časového období výstavby se potrubí otevře do ovzduší a dojde v důsledku takového vystavení se působení ke vzniku určitého stupně koroze na vnitřním povrchu potrubí. Při dokončení stavby by se mělo provést stanovení rozsahu takové koroze na vnitřním povrchu potrubí a mělo by zvážit odstranění koroze uvnitř potrubí pomocí formálního postupu s použitím čistícího protahovacího ježka a s použitím profukování o vysoké rychlosti. Je přijatelný lehký film povrchové koroze. Pracovníci pracující na takové stavbě potrubí by měli zůstávat v „čisté pracovní oblasti“ odpovídající pro práci s kyslíkem a neměli by se přesouvat na nějaké jiné práce, kde se používá olej nebo mazací tuk. Všechny nástroje se musí vyčistit a musí se dát stranou pro použití pouze v oblasti s kyslíkem. Tam, kde se potom mohou ukládat nástroje, malé části a podobně by se měly ustavit pracovní stoly pokryté čistým materiálem. Všeobecně se použití maziv musí zakázat buď na potrubí nebo ventilech, se kterými se počítá pro provoz s kyslíkem. Pokud se z nějakého důvodu maziva považují za nutná pro kyslíkem omývané
34
IGC
DOC
13/12 části, maziva musí být zcela kompatibilní s kyslíkem a musí se používat pouze po předchozím souhlasu ze strany kupujícího (viz kapitoly 7.4.2 a 7.4.4). Potrubní zátky udržující tlak se musí udržovat v čistém stavu, a pokud se nepoužívají, musí se uchovávat v sáčcích z umělé hmoty.
6.3.7
Konečné čištění
Konečné čištění se musí provádět ve vhodném okamžiku v rámci celkového časového programu výstavby, aby se tak zajistilo vyhovění požadavkům projektu. Procedura čištění bude záviset na řadě faktorů včetně kromě jiného na riziku znečištění během výstavby, na povaze možných znečišťujících látek, na metodě použité tlakové zkoušky a na tom, zde se bude provádět před čištěním nebo po čištění. V každém případě by se mělo zvážit použití čisticích protahovacích ježků, aby se zajistila indikace o povaze nečistot a stupni jakýchkoliv zbytkových znečišťujících látek, které zbývají v příslušném systému. Pozornost se věnuje nebezpečím, která souvisejí s rozpouštědly a čisticími prostředky, které nejsou hořlavé na vzduchu, ale vykazují určitý rozsah hořlavosti v kyslíku (viz Dokument IGC 33, kde jsou uvedené meze hořlavosti) [40]. Pokud byly pro čištění použité chemikálie, rozpouštědla nebo čisticí prostředky, je důležité, aby jakékoliv zbytky kapaliny byly zcela vypuštěné nebo jinak odstraněné ze systému dříve, než bude provedeno uvedení do provozu. Viz kapitola 6.1.3, kde je uveden souhrn metod čištění, které jsou k dispozici.
6.3.8
Zkouška těsnosti a profukování
Dokončený potrubní systém bez potrubního vybavení se může podrobit zkoušce těsnosti s použitím suchého vzduchu nebo dusíku bez obsahu oleje při konstrukčním tlaku systému a poté se požaduje provedení profukování o vysoké rychlosti. Během procesu profukování by neměly být nainstalované ventily, clony, sítové filtry, filtry nebo jiné prvky předem vyčištěného zařízení kvůli ochraně těchto komponentů před poškozením nebo před znečištěním látkami a částicemi. Konečné profukování plynem o vysoké rychlosti by mělo dosáhnout takové rychlosti (obvykle 25 m/s [82 ft/s]), která je dostatečná k důkladnému odstranění uvedených částic. Účinnost profukování plynem o vysoké rychlosti může být subjektivně posuzována prostřednictvím vizuální prohlídky výstupního oblaku plynu, tedy volného oblaku plynu profukování bez překážek a na plném vnitřním průměru výstupní odvětrávací trubky. Jinak se také mohou použít terčové plechy, které se umisťují na výstupu plynu profukování pro zhodnocení opravdové účinnosti činnosti profukování plynem. Účinné odstranění částic ze systému profukováním by mělo prokázat použití terčových destiček namontovaných na výpusti potrubního vedení. Terčem může být hlazený kov nebo karton na překližce. Terče, které se používají, jsou hliník s tvrdostí 25-35 HB (viz BS EN ISO 6505-1) [44]. Vhodné stupně jsou 1050 A-0 a H1080 A0. Desky se musí pevně namontovat na výpusti trubky s mezerou mezi deskou a vývodem trubky rovnající se polovině průměru trubky. Jako alternativa se mohou použít ocelové desky s rovnoměrným potřením mazadlem kompatibilním s kyslíkem pro zachycení částic. Profukování se může posoudit jako dokončené, kde není zřetelný důkaz o přítomnosti částic na desce zjištěných pouhým pohledem nebo dotykem (tj. skvrny nebo dolíky > 0,2 mm). Pro mazadlem potřené desky nebude žádný důkaz nahromaděných částic zjistitelný pouhým pohledem. Pokud se k profukování použije dusík, musí se věnovat pozornost orientaci a umístění odfuků plynu pro minimalizaci vystavení se pracovníků obsluhy ovzduší s nedostatečným množstvím, kyslíku.
6.4
Čištění po provedení instalace
6.4.1
Všeobecně
Celé potrubní vedení by mělo být nainstalováno s použitím potrubních částí, které jsou zpravidla v souladu s ustanoveními v kapitole 6.2. Jinak neexistují žádné jiné speciální požadavky. Nicméně je důležité zjistit pravděpodobný stav potrubí (např. stupeň výskytu okují z válcování), jak bylo dodáno od
35
IGC
DOC
13/12 velkoobchodníka (skladu) nebo z podniku výrobce, aby se zajistilo, že navrhovaná metoda čištění může zajistit dosažení požadovaného standardu čistoty. Metody čištění viz kapitola 6.3.1.
6.4.2
Tlaková zkouška
Viz kapitola 6.3.3.
6.4.3
Konečná úprava vnitřního povrchu
Proces čištění včetně profukování (je-li požadováno) by měl mít za cíl dosáhnout takové konečné úpravy vnitřního povrchu podle normy ISO 8501-1, Specifikace B SA2 [43]. Potrubí se musí prohlédnout, aby bylo dosaženo požadovaného standardu čistoty (viz kapitola 6.5).
6.4.4
Udržování čistoty
Během instalace potrubí by se mělo vynaložit veškeré úsilí k tomu pro minimalizaci vnikání znečišťujících látek (např. oleje, mazacího tuku, půdy, drobných úlomků a stékající vody). Návod viz kapitola 6.3.6.
6.4.5
Zkouška těsnosti a vyfukování
Jestliže se požaduje profukování, podrobné údaje viz kapitola 6.3.8.
6.5
Kontrola
6.5.1
Postup
Po vyhovujícím dokončení stavby potrubí, po dokončení zkoušek potrubí a procesu čištění se musí provést kontrola potrubí jak na vstupním konci, tak na výstupním konci a ve všech přístupných místech, aby bylo možné provést posouzení stavu vnitřního povrchu potrubí. Pokud to bude považováno za nutné, v souladu s postupem řízení kvality je možné odebrat vzorky u všech přístupných otvorů. To se provádí vytřením vnitřního povrchu potrubí pomocí bílého hadříku bez textilního prachu nebo pomocí filtračního papíru, který nebyl zpracováván s použitím optických leskutvorných přísad. Je-li to požadováno, stěry, které byly použité ke vzorkování, se mohou identifikovat, uložit jako utěsněné v polyethylenovém sáčku a potom uchovat jako součást dokumentačního materiálu ohledně řízení kvality. Vyšetřování by v tomto případě mělo být vedeno s použitím jednoho z následujících postupů: -
-
Vizuální kontrola vnitřních povrchů potrubí s použitím světla pro zajištění účinného čištění a pro dosažení šedého povrchu kovu, bez mazacího tuku, bez volné rzi, bez strusky, bez okují nebo jiných drobných úlomků. V tomto případě je přijatelný lehký film rzi. Kontrola koncových částí vnitřního průměru potrubí s použitím ultrafialového záření (UVA) pro ověření nepřítomnosti oleje nebo mazacího tuku. Kontrola stěrů (pokud byly stěry odebrány) s použitím jasného bílého světla nebo s použitím ultrafialového záření (UVA) pro ověření nepřítomnost oleje nebo mazacího tuku.
6.5.2
Vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA)
Pokud se požaduje vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA), všechny vzorky a otvory se prohlédnou s použitím vhodného zdroje ultrafialového záření (UVA) tak, aby bylo možné ověřit, že neexistuje žádný důkaz o znečištění uhlovodíkem. Mírné obarvení vzorku je přijatelné za předpokladu, že vzorek nevykazuje fluorescenci, jakmile je vystaven vyšetřování s použitím ultrafialového záření (UVA). Následující kritéria se musí zpravidla platit pro výběr zdroje ultrafialového záření (UVA) pro fluorescenční detekci uhlovodíkových nečistot na povrchu trubek nebo na stěrech: -
Vlnová délka světla se musí pohybovat v rozsahu 250 až 400 nm.
36
IGC
DOC
13/12 -
Světelný zdroj musí být bodový zdroj světla s použitím rtuťové výbojky nebo s použitím halogenové detekční lampy společně s vhodným filtrem, což zajišťuje intenzitu světla minimálně 2 5,0 mW/cm na 30 cm (12 palců). Obvykle zdroje světla UVA s použitím zářivek nejsou pro toto použití vhodné a neměly by se používat.
Ve většině případů vyšetřování s použitím UVA světla poskytne spolehlivou indikaci, pokud se jedná o rozsah o znečištění v potrubním vedení ze strany uhlovodíků (viz kapitola 6.6.3). Nicméně mělo by se vědět, že ne všechny oleje nebo mazací tuky fluoreskují za působení UVA světla. Pokud z jakéhokoliv důvodu byly takové materiály použity buď při výrobě, při dlouhodobém skladování, při montáži nebo při stavbě potrubního vedení, v takovém případě by se mělo použít jiné metody detekce.
6.5.3
Kritéria přejímky
Návod ohledně prahových mezních hodnot detekce a kritérií přejímky ohledně čistoty viz IGC dokument 33, kapitola 4; CGA G-4.1, kapitola 10 a ASTM G93-96, kapitoly 9 a 10 [40, 39, 45].
6.5.4
Nápravná činnost
Pokud během jakéhokoliv stádia procesu předběžného čištění nebo během čištění na stanovišti neexistuje žádný důkaz o dosažení standardu čistoty a existuje důkaz o znečištění v důsledku silné koroze, v důsledku přilnutí částic, v důsledku oleje, mazacího tuku nebo v důsledku podobného materiálu na bázi uhlovodíků přítomného v drobných úlomcích, které se nashromáždily během čištění pomocí čisticího ježka, musí organizace odpovědná za čištění předložit kupujícímu návrhy a stanovení metod k dosažení vyhovujícího standardu čistoty.
6.5.5
Těsnění, profukování a monitorování
Po provedené kontrole potrubního systému a přejímce standardu čistoty bude potrubí utěsněno na všech otevřených koncích buď s použitím navařených uzávěrů, nebo s použitím zaslepovacích přírub a poté se provede jeho profukování pomocí suchého vzduchu nebo dusíku bez oleje (s teplotou rosného bodu ne vyšším než -40 °C [-40 °F]), dokud teploty rosného bodu u vstupního plynu a u výstupního plynu nebudou v podstatě stejné. Když hodnoty obsahu kyslíku a teploty rosného bodu dosáhly požadovaných úrovní, musí se potrubní systém utěsnit a natlakovat pomocí suchého plynu bez obsahu oleje na tlak asi 0,01 MPa (1,5 psig). Tlak se v tomto případě musí pravidelně monitorovat a musí se držet v těchto podmínkách tak dlouho, dokud nebude na potrubí požadavek na provoz s produktovým plynem.
6.6
Záznamy
Musí být zavést a uchovávat záznamy o činnostech čištění a o podrobných údajích ohledně kontrol na potrubních vedeních pro provoz s kyslíkem.
7
Montáž
7.1
Všeobecná kritéria
Celou instalaci potrubního vedení včetně zkoušek a čištění by měla provádět renomovaná organizace s osvědčeným záznamem o zkušenostech v oblasti montáže potrubí. Postupy pro konstrukci potrubí, zkoušky a čištění musí přezkoumat a schválit kupující před vlastní instalací potrubí. Musí být určen podrobný program výstavby (montáže) potrubí včetně časové posloupnosti procedur zkoušek a čištění, aby se tak vyhovělo specifickým požadavkům projektu. Návrh potrubního systému musí zajistit opatření pro metody čištění a tlakových zkoušek, které se budou používat. Při konstrukci kyslíkových potrubních systémů by se měly dodržovat postupy správné inženýrské praxe podle uznaných národních a mezinárodních sbírek norem ohledně potrubí a ohledně stavby. Důležitým faktorem, který se v tomto případě bere v úvahu, je čistota potrubního systému pro provoz s kyslíkem. Více informací o čištění a kontrole viz kapitola 6.
37
IGC
DOC
13/12 Musí být k dispozici systémy práce pro zajištění bezpečnosti pracovníků pracujících při stavbě a montáži potrubí. Veškeré úsilí musí být vynaloženo k zajištění kvality a provozní bezpečnosti instalovaného potrubí. Kyslíkový potrubní systém musí být zhotoven a nainstalován v souladu se sbírkami norem ohledně potrubí a stavby potrubí dle specifikaci projektu. Musí být přijata veškerá nezbytná předběžná opatření a jiná opatření pro zajištění ochrany materiálů a potrubí před poškozením během skládání, během skladování, instalace potrubí nebo v průběhu jiných činností. Potrubí by mělo být opatrně skladováno a mělo by se s ním opatrně nakládat, aby se zabránilo znečištění vnitřních povrchů potrubí a poškození vnějšího ochranného nátěru (je-li aplikován). Potrubní vedení se musí smontovat a/nebo nainstalovat podle schválených výkresů. Instalace potrubního vedení musí zahrnovat všechny ruční ventily, všechny speciální potrubní prvky, regulační ventily, přetlakové ventily, do potrubí zařazené potrubní prvky a potrubní podpěry podle schválených výkresů. Kdykoliv je to prakticky možné, mělo by být používána prefabrikace částí potrubí podle standardů čistoty kyslíku, aby bylo možné provádět vizuální kontrolu po celé délce potrubí. Montáž potrubního vedení pro provoz s kyslíkem v prostředí dílny výrobního podniku se musí oddělit od jiných výrobních činností pro zajištění čistoty vzhledem k provozu s kyslíkem. Pracovní postupy jakýchkoli nápravných činností, jejichž provedení by mohlo být požadováno, by měly být odsouhlasené kupujícím ještě před jejich provedením.
Montážní plán
7.2
Měl by být rozpracován formální montážní plán, který poskytuje komplexní logický postup prací včetně řádného dozoru, pravidelných prohlídek a kontrol. Pro každý daný projekt potrubního vedení kyslíku se mohou do takového formálního stavebního plánu zahrnout následující postupy a pokyny: -
-
Kdykoliv je to prakticky možné, měly by být montážní práce časově rozepsané na pozdější stadium celkového projektu a tyto práce by měly započít pouze poté, když jsou veškeré potrubí pro provoz s kyslíkem a všechny komponenty k dispozici na místě stavby (stanovišti). Pro kyslíkový systém by měla být přidělena malá skupina stavebních zaměstnanců a kontrolor. Je třeba vyvinout veškeré úsilí, aby stejní zaměstnanci pracovali na tomto úkolu až do doby jeho dokončení.
Pokyny pro udržování čistoty jsou uvedené v kapitole 6.3.6.
7.3
Montáž potrubí a svařování
7.3.1
Všeobecně
Potrubí by mělo být montováno svařováním s výjimkou připojování k ventilům, měřicím přístrojům nebo k jinému vybavení, kde je povoleno použití závitových nebo přírubových spojů. Pro zachování vnitřní čistoty potrubí musí být vnitřní plochy svarů hladké a v podstatě bez okují, svarových housenek nebo volných drobných úlomků (viz kapitola 6.1.5). Požadované konečné úpravy povrchu je možno všeobecně dosáhnout pomocí různých metod jako: S použitím obloukového svařování netavící se elektrodou v ochranné atmosféře inertního plynu (GTAW), které je také známé jako svařovací proces s wolframovou elektrodou pod inertním plynem (TIG) pro kořenové vrstvy ve spojení, je-li tak požadováno, s plynným argonem nebo ve spojení
38
IGC
DOC
13/12 s jiným vhodným výplňovým plynem. Následné svarové průchody lze provést buď s použitím GTAW nebo jiného svařovacího procesu podle toho, čemu se dává přednost. Tento proces sám vytvoří požadovanou konečnou hladkou úpravu povrchu na vnitřním povrchu svaru. Jiné sváření, jako jsou konečné výplňové sváry, mohou také používat kořenové vrstvy pomocí GTAW za účelem dosažení požadované kvality vnitřního povrchu svaru. S použitím svařovací techniky ručního obloukového svařování kovovou elektrodou (MMA), která je známá jako technika obloukového svařování kovovou elektrodou v ochranné atmosféře (SMAW), po které následuje čištění vnitřních ploch svarů s použitím drátěného kartáče nebo s použitím čistících ježků se vsazenými noži k odstranění strusky, svarových housenek a volných drobných úlomků a tím k dosažení požadované kvality povrchu. Před montáží by se měla provést kontrola všech potrubních cívek a komponentů, aby se zajistilo, že čela přírub a svarů jsou čistá a že se uvnitř potrubí nevyskytují žádné nečistoty nebo znečišťující látky. Před provedením svarů potrubí nebo přírubových spojů se musí odstranit všechny drobné úlomky nebo cizí materiál uvnitř potrubí.
7.3.2
Kvalifikace
Veškeré svary na potrubí se musí provádět v souladu se svařovacími postupy a musí je provádět svářeči kvalifikovaní pro provádění těchto postupů podle norem pro potrubí definovaných ve specifikaci projektu.
7.3.3
Podložné prstence
Pro svařování potrubí v provedení z uhlíkové oceli, nerezové oceli nebo Monelu určených pro provoz s kyslíkem se nesmí používat žádné podložné prstence z následujících důvodů: -
-
V mezerách mezi podložným prstencem a stěnou potrubí se může zachycovat prach a drobné úlomky, které potom nelze snadno odstranit během procesů čištění. Nahromaděné drobné úlomky a částice by mohly působit jako potenciální zdroj hořlavého materiálu. Nepřítomnost podložných prstenců usnadňuje použití čistících „prasátek“ při čištění. Podložné prstence mohou působit jako místa nárazů.
7.3.4
Příprava pro svařování
Všechny svarové spoje musí být připravené v souladu se schválenými svařovacími postupy a příslušnou sbírkou norem pro potrubní systémy. Podélné švy svařovaného potrubí v sousedních potrubních částech musí být uspořádané střídavě. U předem čištěných systémů by se nemělo pro svařování používat vnitřních vyrovnávacích svěrek, aby se zabránilo nebezpečí znečištění. Pokud se má systém čistit na místě po dokončení stavby, je možné od tohoto požadavku upustit za předpokladu, že jsou na místě systémy pro zajištění odstranění takových zařízení před čištěním.
7.3.5
Svařovací požadavky na materiály
Svařování uhlíkové oceli, nerezové oceli a Monelu se musí provádět v souladu s příslušnou sbírkou norem pro potrubní systémy (viz také kapitola 6.5.3).
7.4
Montáž a instalace
7.4.1
Vyrovnání
Před sešroubováním nesmí odchylka ve vyrovnání čel přírub a otvorů pro šrouby příruby překročit hodnoty definované v projektové specifikaci. Všechny šrouby musí lehce projít skrze obě příruby.
39
IGC
DOC
13/12 Tolerance na zakončeních všech armatur jiných než jsou přírubové spoje, musí odpovídat konstrukčním výkresům a specifikacím.
7.4.2
Přírubové spoje
Namáhání potrubí na přírubových spojích se musí snížit na minimum. Potrubí nesmí být zavěšené na přírubách kompresorů nebo na jiném zařízení bez vhodných podpěr. Plochá těsnění musí být nainstalována v souladu s konstrukčními výkresy. Když se používají plochá těsnění obsahujících nekovové části, musí se nekovové materiály vybírat podle kapitoly 4.3. Použití jiných typů plochých těsnění nebo materiálů, než definovaných v projektové specifikaci, musí být zakázané, pokud to není kupujícím schváleno. Pokud nejsou plochá těsnění samostatně zabalena nebo pokud je plomba obalu porušená a dá se očekávat znečištění, taková plochá těsnění se musí buď propláchnout kompatibilním rozpouštědlem, nebo vyřadit. Plochá těsnění musí mít správnou velikost, aby se zajistilo, že žádná část plochého těsnění nebude přečnívat za vnitřní stranu potrubí do proudu proudícího plynu. Je nutné vyvarovat se použití těsnících tmelů na ploché těsnění, aby se zamezilo vytlačení materiálu těsnícího tmelu dovnitř potrubního systému. Není dovoleno opětné použití plochého těsnění. Je nutné, aby kdykoliv po uvolnění příruby bylo vloženo nové ploché těsnění. Pokud při tlakové zkoušce spoj vykáže netěsnost, spoj se musí předělat s použitím nových plochých těsnění a šroubů. Plochá těsnění, matice a šrouby se musí vizuálně kontrolovat, aby se zajistilo, že jsou čisté a v dobrém stavu. Bezprostředně před vlastní instalací může být k dispozici zásobník s rozpouštědlem pro mytí matic a šroubů. Pokud se to požaduje, může se použít vhodné mazivo na závity šroubů a dosedací čela matic a podložek podle definice v projektové specifikaci předtím, než se šrouby zasunou do přírub a bude se provádět utahování. Maziva musí být jasně identifikována, musí se používat jen omezeně a jejich aplikace musí probíhat pod přísným dozorem. Dává se přednost mazivům kompatibilním s kyslíkem. Nicméně ty mohou podporovat korozi na dílech v důsledku jejich tendence k pohlcování vlhkosti. Maziva, která nejsou kompatibilní s kyslíkem, byla pro tento provoz s úspěchem použita. Nicméně musí se postupovat velice pečlivě během formálních postupů a musí probíhat přísný dozor, aby bylo zajištěno, že kyslíkem obtékané plochy nejsou znečištěné a že mazivo nebude omylem pokládáno za mazivo kompatibilní s kyslíkem. Jinak je možné se mazání vyhnout použitím vhodných korozi odolných materiálů na šrouby, matice a podložky. Šroubová spojení se musí utahovat postupně s použitím křížové posloupnosti. Typ a velikost šroubů musí vyhovovat přírubě a materiálu plochého těsnění. Pokud jsou specifikovaná zatížení šroubů, dodavatel by měl používat postupy pro utahování a zatěžování šroubů, aby se tak zajistilo správné zatížení šroubů. Pokud jsou specifikované hodnoty utahovacích krouticích momentů šroubů, může dodavatel používat na matice momentové klíče, aby se vyvinulo předepsané dotažení šroubu. Použití momentových klíčů nebo zatěžovací klíčů by mohlo vyžadovat použití vhodného maziva na závitech šroubů. Pokud nejsou specifikované žádné hodnoty zatížení šroubů nebo utahovacích krouticích momentů, musí být šrouby dostatečně utažené v souladu se správnou inženýrskou praxí nebo s údaji prodejce, aby se zajistilo, že spoj je schopný udržet zkušební tlak, aniž by došlo k netěsnostem.
7.4.3
Izolační spoje
Izolační spoje pro systémy katodické ochrany zejména takové, které jsou typu monoblok, jsou náchylné k poškození a k netěsnosti, pokud jsou vystavené přílišnému namáhání buď v příčném, nebo v podélném směru. Ke snížení pravděpodobnosti deformace spoje za přijatelnou mez je v tomto případě důležité, aby byly spoje odpovídajícím způsobem podepřené/připevněné a aby byly správně nainstalované podle projekčních výkresů a podle správné konstrukční stavební praxe (viz také kapitoly 4.5.2 a 5.4.5).
40
IGC
DOC
13/12 7.4.4
Závitové spoje
Bez ohledu na kompresní armatury použití závitových spojů by mělo být omezeno na potrubí s malým vnitřním průměrem. Závitové spoje musí být prováděny pomocí pásky nebo těsnicího materiálu kompatibilního s kyslíkem, jako je závitová páska z PTFE. Použití závitových spojů v potrubních systémech se musí omezovat, pokud jen je to prakticky možné. Musí se používat čisté řezané kuželové závity v souladu s požadavky návrhu a tyto musí být zcela zbavené otřepů. Závitové spoje se musí instalovat podle konstrukčních výkresů.
7.4.5
Ventily
Všechny ventily musí být dodávány s identifikačními štítky nebo destičkami nainstalovanými v místech definovaných konstrukčními výkresy. Po instalaci musí tyto identifikačními štítky nebo destičky zůstat na každém ventilu připevněné. Není dovoleno ventily vzájemně zaměňovat. Pro minimalizaci vystavení se poškození se mohou podle potřeby instalovat příslušenství ventilu, ovladače a další přidružená vybavení po dokončení hlavních stavebních prací. Do té doby se musí skladovat za podmínek udržení čistoty. Všechny ventily musí být nainstalovány v souladu s konstrukčními výkresy potrubí a musí se s nimi zacházet způsobem, který zajistí jejich čistotu a zabrání vnikání vlhkosti, oleje, prachu a dalších znečišťujících látek. Zvláštní péče by se měla věnovat ventilům, ať ručním, automatizovaným nebo přetlakovým pojistným ventilům pro zajištění jak správného směru toku, tak orientace. Pokud je to možné, měli byste se vyhnout použití maziv na ventily, avšak pokud se to požaduje, musí se použít taková maziva, která jsou kompatibilní s kyslíkem a musí se používat pouze omezeně. S ohledem na instalaci přetlakových pojistných ventilů a jiných zařízení pro odlehčení tlaku se musí dodržovat následující bezpečnostní opatření: Bez ohledu na ty, které jsou zapotřebí pro stavbu a za účelem zkoušení, žádné přetlakové pojistné ventily nebo jiná zařízení pro odlehčení tlaku se nesmí instalovat dříve, než budou dokončeny všechny tlakové zkoušky, čištění a práce spojené s profukováním. Všechny trysky pojistného ventilu, které se nebudou používat pro stavbu a za účelem zkoušek, musí být opatřeny víky či uzávěry nebo zaslepovacími přírubami přiměřeně pro udržení čistoty během skladování. Všechny pojistné ventily a potrubí nainstalované výhradně pro účely stavby a zkoušení se musí před uvedením potrubního vedení do provozu odstranit. Kupující musí být informován o každém viditelném poškození ventilu před jejich instalací. Před přivařováním jakéhokoliv ventilu do potrubního systému musí být ventil buď zcela otevřený, nebo se musí odstranit jeho horní konstrukce, aby se zabránilo deformaci komponentů ventilu. Měkká sedla a další komponenty, které jsou exponované a citlivé na poškození v důsledku působení tepla, by měly být odstraněny. Po přivařování se mohou měkká sedla a ohrožené komponenty opětně nainstalovat a poté by se měl ventil zkontrolovat na lehký provoz. Pokud se požaduje použití nadměrné síly k ovládání ventilu, měla by se provést příslušná nápravná akce.
7.4.6
Podpěry, žlaby a ukotvení
Před provedením instalace potrubního vedení se musí umístit držáky, žlaby a ukotvení. Během instalace se mohou použít další provizorní držáky, ale ty nesmí být přivařeny nebo přišroubovány k žádným prvkům stálé konstrukce. Před uvedením potrubního vedení do provozu se musí provizorní držáky, žlaby a ukotvení odstranit. Všechna přivařená připojení, jako jsou uzemňovací svorky nebo držáky přímo připevněné k procesnímu potrubí nebo zařízení, které jsou určené pro provoz při zvýšených tlacích, musí být
41
IGC
DOC
13/12 provedená před provedením tlakové zkoušky. Po úspěšném dokončení tlakového zkoušení není dovoleno přivařování na zařízení pod tlakem.
Kontrola a zkoušení
7.5
Během stavby by se měly provádět pravidelné kontroly na místě stavby pro zajištění dodržování správných instalačních postupů a udržování čistoty potrubí. Po dokončení stavby by se mělo potrubní vedení zkontrolovat a zkoušet v souladu s příslušnou sbírkou norem pro potrubí a s procedurami podle specifikace projektu. Tyto kontroly by měly minimálně zahrnovat kontrolu následujícího: -
Geometrie (přesahy, vruby atd.) potrubí. Specifikovaná tloušťka stěny. Vnitřní čistota. Neporušenost ochranného nátěru, povlaku. Nepřítomnost mechanických poškození (např. žlábky, zuby atd.) Příprava spoje. Lícování při svařování. Svařování. Nepřítomnost propalů od oblouku. Přezkoumávání zkoušek rentgenovými paprsky.
7.6
Nedestruktivní testování – Defektoskopie
7.6.1
Tlaková zkouška
Pokud je to dovoleno, měla by se provádět tlaková zkouška pneumaticky s použitím suchého vzduchu nebo dusíku bez oleje, aby se minimalizovala možnost znečištění (viz kapitola 6.3.3). Tato zkouška se musí provádět v souladu se sbírkou norem, podle které bylo potrubí zkonstruováno a zhotoveno. Při provádění této zkoušky musí být přijata bezpečnostní opatření pro minimalizaci potenciálních důsledků uvolnění tlaku. Pokud se jako zkušební médium použije dusík, musí se provést posouzení nebezpečí plynoucího z možného vystavení se pracovníků atmosférám s nedostatkem kyslíku a musí se přijmout odpovídající bezpečnostní opatření na ochranu proti nebezpečí zadušení. Pokud není dovoleno provést pneumatickou tlakovou zkoušku, měla by se provádět hydrostatická zkouška v souladu s příslušnou sbírkou norem pro potrubí. Zkouška se musí provádět s použitím čisté vody bez obsahu oleje (přednost se dává použití vody z veřejného přívodu). Pokud se tak požaduje, může se do vody přidávat protioxidační nebo pasivační činidlo za předpokladu, že tato činidla nevedou k žádným problémům, pokud se jedná o likvidaci. Činnosti plnění a zkoušení se musí plánovat jako nepřetržitá činnost, aby se zajistilo, že voda nezůstane v potrubním systému po delší dobu, než je nezbytně nutné, zejména když se během období zkoušky předpovídají teploty okolního prostředí pod bodem mrazu. Po dokončení hydrostatické zkoušky by se voda měla okamžitě odstranit buď vypuštěním nebo použitím protahovacího ježka nebo kombinací těchto dvou způsobů. Potrubní systém by se poté měl pročistit profouknutím suchým vzduchem nebo dusíkem bez obsahu oleje k dosažení hodnoty teploty rosného bodu maximálně -30 °C (-22 °F) nebo s použitím uznávaného procesu vakuového vysušování s použitím aparatury pro vyčerpávání vývěvou kompatibilní s kyslíkem. Suchý vzduch nebo dusík bez obsahu oleje musí vykazovat teplotu rosného bodu -30 °C (-22 °F) 3 nebo nižší při tlaku 1,013 bar (15 psig) a musí vykazovat obsah uhlovodíků/částic menší než 1 mg/m (viz Dokument IGC 33, [40]). V případě, že se svařování vyžaduje pro opravy, pro připojovací svary potrubí nebo pro konečné uzavírací svary, příslušná sbírka norem pro potrubní systémy by nemusela přihlížet k potřebám provedení tlakové zkoušky za předpokladu, že je provedena předepsaná alternativní metoda nedestruktivních zkoušek.
42
IGC
DOC
13/12 7.6.2
Zkoušení rentgenovými paprsky
Spoje v potrubním vedení v provedení svařováním natupo musí být podrobeny zkoušce rentgenovými paprsky v souladu se sbírkou norem pro potrubí definovanou ve specifikaci projektu. Konečné uzavírací svary se mohou podrobit 100 % zkoušce rentgenovými paprsky bez provedení tlakové zkoušky jako přípustné pro orgány se soudní pravomocí (viz kapitola 7.6.1). Spoje provedené hrdlovými svary a koutovými svary mohou být vhodně zkoušené pomocí jiného nedestruktivního testování v souladu s platnou sbírkou norem. Pro spoje provedené hrdlovými svary a koutovými svary představuje kapilární metoda zjišťování vad barevnou metodou přijatelnou alternativu. Když radiologická nebezpečí představovaná rentgenovými paprsky (nebo Gama paprsky) nelze přizpůsobit pomocí přiměřených prostředků, musí se použít 100 % ultrazvukové zkoušky provedené kvalifikovaným operátorem, přičemž se musí vydávat specifická zpráva pro každý takový zkoušený svar. Podélné potrubní švy, které existují jako důsledek procesu výroby potrubí, jsou vyňaty z na místě prováděného rentgenografickému zkoušení nebo zkoušení ultrazvukovou defektoskopií.
7.7
Dokumentace
Kupující musí obdržet a uchovávat pro budoucí reference následující dokumenty, které se týkají stavby a instalace: -
Zpráva o tlakové zkoušce. Záznamy o svařovacích postupech a záznamy o kvalifikaci pro každého ze svářečů. Negativní testy z rentgenografie svarových spojů a příslušné zprávy. Záznamy o zkoušení/vyřazení/opravách svarů. Mapa svarů. Zpráva o vnitřním čištění a kontrole potrubí. Prováděcí výkresy. Prováděcí záznamy údajů. Záznamy o kvalifikaci personálu pracujícího na stavbě. Osvědčení o kontrole materiálů. Jiné zprávy a osvědčení, které požadují místní a/nebo národní úřady, příslušná sbírka potrubních norem a specifikace projektu.
Navíc pro podzemní potrubí: -
Zpráva o zkoušce (např. Holiday test) na poréznost nebo na závady na externím nátěru. Zpráva o katodické ochraně a elektrické izolaci.
8
Projektování a stavba regulačních stanic
8.1
Funkce
Funkce stanice řízení procesu spočívá v regulaci a měření plynu ve spojitosti s přívodním potrubním vedením. Každá stanice řízení procesu je navržena a zkonstruována podle individuálních požadavků ze strany zákazníka a zahrnuje příslušné zařízení pro regulaci procesu.
8.2
Stručné pokyny k projektování
43
IGC
DOC
13/12 Jako základ pro návrh by se měly použít stručné pokyny k projektování sumarizující základní požadavky (definice procesu a strojně technologické schéma [P & ID]). Stručné pokyny k projektování by měly být připravené s ohledem na následující: Údaje modelu procesu dodané zákazníkem. Požadavky ohledně okolního prostředí, zákazníka a jiné statutární požadavky. Požadavky ohledně stanoviště včetně vzájemného působení s okolními zařízeními. U stručných pokynů k návrhu může být zapotřebí brát úvahu Studii nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP) a/nebo odhad rizik.
8.2.1
Uzavírací ventily pro případ nouze
Na ochranu proti poruchám na potrubním vedení mohou být poskytnuty uzavírací ventily pro případ nouze (ESOV). Uzavření těchto ventilů se může spustit ručně nebo automaticky z centrální řídicí místnosti nebo prostřednictvím automatických signálů odvozených z vysoké hodnoty průtoku, nízkého tlaku nebo z velikosti úbytku tlaku v potrubí (viz také kapitola 5.3.2.4).
8.2.2
Izolační ventily
(Viz kapitola 5.3). Izolační ventily jsou obvykle typu šoupátka, kulové ventily, ventily s kuželkou nebo škrticí klapky. Tyto izolační ventily by měly být v provozní pozici v zcela otevřené nebo zcela uzavřené poloze. Tyto ventily mohou být ovládány ručně nebo automaticky. Izolační ventily vyrobené z materiálů, které nepatří mezi kyslíkové materiály, nikdy nesmí být uzavřené během průtoku ani otevřené při diferenčním tlaku vyšším než 5 psi, pokud nebylo dokončené vyhodnocení rizika. Více informací o těsném vyrovnání tlaku viz kapitola 5.3.2.5. Protože jsou izolační ventily řízeny bez diferenčního tlaku, mohou být navrženy podle pokynů uvedených na Obrázku 1 a 2. Neměly by být používány v režimu škrcení nebo regulace, a pokud tomu tak je, nejsou považovány za izolační ventily a musí se navrhovat jako škrticí ventily nebo klapky (viz kapitola 8.2.3)
8.2.3
Škrticí klapky a ventily procesu řízení
Podle definice v kapitole 5.3.2.3 škrticí klapky pracují s vysokými diferenčními tlaky a vysokými interními rychlostmi. Škrticí klapky mohou být buď samočinné (automatické) nebo ruční ventily. Škrticí klapky musí být navrženy z vyňatých slitin nebo musí obsahovat bariéry na ochranu zaměstnanců při provozu ventilů.
8.2.4
Filtry a sítkové filtry
(Viz kapitoly 5.4.1 a 5.4.2). Filtry se mohou nainstalovat na vstupu do stanice řízení procesu s cílem chránit regulační přístroje před částečkami (pocházejícími z potrubí nebo zařízení/strojního zařízení z uhlíkové oceli proti směru toku), které mohou být stržené do proudu plynu. V případech použití, kde se počítá s velmi velkou čistotou (např. elektronika) mohou být specifikovány přísnější úrovně filtrace (obvykle méně než 5 m).
8.2.5
Průtokoměry
(Viz kapitola 5.4.3).
44
IGC
DOC
13/12 Fakturační měřicí přístroje přesně měří celkové množství plynu procházejícího stanicí řízení procesu. Toto měřidlo sestává z primárního zařízení a přístrojového vybavení k převedení výstupního signálu na hodnotu objemového průtoku nebo hmotového průtočného množství. Často se používají měřidla s měřícími clonami. Může se také požadovat bypass pro usnadnění vyjmutí měřidla pro účely cejchování a údržby. Výběr typu průtokoměru je obvykle založen na požadavcích na přesnost pro požadovaný rozsah průtoku plynu ke splnění požadavků zákazníka. Přístrojové vybavení pro převod výstupu z objemového primárního zařízení na hmotové průtočné množství může využívat integrovaný elektronický systém, který může zahrnovat následující: Vysílač tlaku. Vysílač teploty. Vysílač diferenčního tlaku. Počítadlo hmotnostního průtoku.
8.2.6
Regulace průtoku a tlaku
Je možné zahrnout zařízení na regulaci průtoku pro korigování nepravidelného průtoku a k vytvoření konstantní dodávky bez ohledu na požadavky zákazníka nebo omezení průtoku, který je pro zákazníka k dispozici. Systémy regulace tlaku regulují proměnlivý tlak v potrubí za účelem dodávky plynu při konstantním tlaku k zákazníkovi. Pro zajištění spolehlivé dodávky a kvůli snadné údržbě se mohou vyžadovat zdvojené větve pro regulační ventily tlaku.
8.2.7
Skladování plynu
Pro poskytnutí útlumové schopnosti na pokrytí špičkových potřeb ze strany zákazníka a na zajištění kapacity ve směru průtoku k usnadnění účinného provozu regulačního ventilu mohou být požadovány skladovací nádoby nebo dodatečné objemy potrubí.
8.2.8
Regulace přetoku nebo odvětrání
Regulace přetoku umožňují pokračování dodávky zvoleným potrubím, když klesne požadavek na dodávku plynu. Toto umožňuje automatické odvětrání přebytečného objemu plynu do atmosféry bez aktivace ventilů na odlehčení tlaku.
8.2.9
Ventily odlehčení tlaku a odvzdušňovací ventily
(Viz kapitoly 5.3.2.6 a 5.3.3.5). Kde je to požadováno, instaluje se přetlakový pojistný ventil ve směru průtoku na ochranu systému proti abnormálně vysokému tlaku, ke kterému by mohlo docházet za poruchových podmínek. Tyto přetlakové pojistné ventily se navrhují tak, aby byly uzpůsobené na plný průtok systému, ke kterému by mohlo dojít v důsledku poruchy regulačního ventilu v otevřené poloze při maximálním tlaku proti směru průtoku včetně přídavku na tlakovou ztrátu. Odvzdušňovací trubky vedoucí z těchto přetlakových pojistných ventilů musí být uspořádané tak, aby zajistily odvádění do nějakého bezpečného místa ve venkovním prostředí.
8.2.10 Přístroje Přístroje jsou obvykle ovládané elektronickými a/nebo pneumatickými systémy. Provoz přístroje musí být jedna z následujících nebo kombinace těchto možností: -
Elektronický s použitím bezpečného přívodu energie.
45
IGC
DOC
13/12 -
Pneumatický s použitím bezpečného přívodu přístrojového vzduchu. Pneumatický s použitím provozního plynu.
Poznámka: Všechny komponenty přístrojů použitých v provozu s kyslíkem musí být vyrobené z materiálů kompatibilních s kyslíkem a musí být před vlastním nainstalováním vhodně vyčištěné a odmaštěné.
Systémy používající plynný kyslík jako provozní plyn musí být nainstalované ve venkovním prostředí nebo na dobře větraném místě, aby se zabránilo nebezpečí výskytu ovzduší obohaceného kyslíkem.
Normy a konstrukční předpisy
8.3
Návrh, montáž, kontrola, vyšetřování a zkoušení se musí provádět v souladu s národními nebo mezinárodními normami, jako je ASME B31.3 [46]. Pokud se jedná o návrhy v provedení pouze z mědi nebo mědi-niklu, povolené konstrukční napětí se musí získat odkazem na specifické konstrukční předpisy jako BS 1306 nebo ASME B31.3 [47, 46]. Elektrické instalace a instalace zařízení se musí navrhovat a instalovat v souladu s příslušnou mezinárodní nebo národní normou [35].
Materiály
8.4
Kvůli množství nevyhnutelných omezení a změn v rychlosti plynu v potrubí a komponentech (např. měřidla, ventily a filtry) musí konstruktér pečlivě vyhodnocovat tlaky a průtoky za provozních podmínek. Pro splnění požadavků uvedených v Kapitole 4 se musí použít vyňatých materiálů. Musí se používat pouze maziva formálně schválená pro provoz s kyslíkem (viz kapitola 5.5). Je důležité dodržovat ukázněně postupy provedení kontrol a řízení jakosti od nákupu surovin a komponentů až ke konečným zkouškám, uvedení do provozu a následné údržbě.
8.5
Bariéry nebo zábrany
8.5.1
Kritéria požadavků na bariéry
Když nelze za všech provozních režimů zajistit soulad s křivkami rychlosti (Obrázky 1 a 2) uvedenými v kapitolách 4.4.2 a 4.4.3, musí se vzít v úvahu použití bariér a zábran na ochranu zaměstnanců. Zda by měl být nějaký komponent umístěn za ochrannou bariérou, závisí to na výběru materiálu, tlaku, rychlosti plynu, velikosti potrubí (viz kapitola 4.1.2), vystavení zaměstnanců působení, umístění (viz kapitoly 4.6 a 8.6) a na vyhodnocení rizika. Funkcí těchto bariér nebo zábran je zajistit alespoň zmírnění, pokud nelze přímo potlačit vlivy jakékoliv nehody, a poskytnout další ochranu operátorům, pracovníkům údržby a ochranu okolního prostředí a zařízení.
8.5.2
Kritéria návrhu
Pokud se používají bariéry, platí následující pokyny: -
-
Bariéry musí chránit zaměstnance a je-li tak požadováno, musí chránit i související zařízení před nebezpečím, které nastane během požáru v důsledku hoření s kyslíkem. Bariéry musí vydržet zatížení vysokou teplotou při hoření, tlaku uvolněné tekutiny a rozstřik roztaveného kovu. Tato zatížení se mění v závislosti na tlaku kyslíku a na těsné blízkosti bariéry vůči dílu potrubí nebo komponentu. Materiály bariér kyslíkové stanice by měly snášet tepelné a erozivní zatížení, která vznikají během požáru kovu podporovaného kyslíkem. Nicméně musí se také potvrdit, že požáry kovů podporované kyslíkem se mohou ve značné míře měnit, pokud jde o energii, tepelné a erozivní zatížení a také o možné důsledky na specifickém místě. Proto bude nutné, aby byly definovány požadavky na materiály bariér prostřednictvím analýzy rizik. Materiál bariéry, která je v blízkosti potenciálního zadního místa požáru, by měl zabránit kyslíkové přívodní trubce hořící při teplotě ca 2760 °C (5000 °F), která je umístěna ve vzdálenosti 15 cm (6 palců) od materiálu bariéry po dobu minimálně 3 sekund. Doporučená přívodní trubka by měla mít jmenovitý průměr trubky 1,85 cm (0,75 palce), měla by být napájena plynným kyslíkem při tlaku mezi 0,8 a 1,5 MPa (100
46
IGC
DOC
13/12
-
-
-
a 200 psig). Bariéra by měla také vydržet zatížení od tryskajícího proudu plynu na povrch bariéry, kdy je tryskající proud způsoben uvolněním natlakovaného kyslíku. Síla tryskajícího 2 proudu pro návrh bariéry má být úměrná k PD , kde P je jmenovitý tlak plynu a D je jmenovitý průměr trubky. V praxi by se mohl používat redukční faktor v závislosti na konfiguraci potrubí a objemu systému. Podrobný výpočet zatížení od tryskajícího proudu není uveden v rozsahu tohoto dokumentu. Uživatel by měl kvůli těmto výpočtům kontaktovat odborníky se zkušenostmi na dynamiku plynů a konstrukční řešení bariér. Materiály bariéry by měly být nehořlavé, jako je beton, vyztužené zdivo nebo izolace, která je vyztužená kovovými konstrukčními stavebními plechy. Jako materiály na membrány bariéry proti ohni mohou být také materiály bez obsahu azbestu, aby se vyhovělo národně platným předpisům. Pro bariéry, které nejsou v blízkosti žádného potenciálního zdroje požáru, se také může použít ocelový plech. Bariéry musí být navrženy tak, aby vydržely příslušná zatížení od větru, sněhu a od seizmické činnosti. Bariéry mohou být provedené v jakékoliv konfiguraci, ale měly by vykazovat takové charakteristiky, které nedovolí, aby rozstřik roztaveného kovu byl odchýlen za bariéru. Jsou přijatelné vertikální bariéry otevřené k obloze nebo ke střeše budovy. Bariéry by měly být přednostně nejméně 30 cm (12 palců) od jakéhokoli komponentu s potenciálem vzniku požáru s kyslíkem. Měla by se věnovat pozornost bariérám, které jsou umístěné v sousedství potrubních ohybů, bypassů a nouzových uzavíracích ventilů a jejich potrubí. Výška bariéry by měla být nejméně 2,5 m (8 stop) a měla by blokovat každou linii pohledu na zařízení z obslužných lávek, trvalých plošin nebo veřejných budov v rozsahu 15 metrů (50 stop). V takové bariéře by neměly být provedeny žádné otvory kromě otvorů sloužících pro průchody potrubí nebo zařízení, kde maximální vůle by neměla být větší než 2 cm (0,8 palce). Bariéry musí být zkonstruované tak, aby pracovníci údržby a obsluhy mohli bezpečně pracovat mimo bariéry. V případech, kde jsou dvě řídicí stanice pro zajištění nepřetržité dodávky kyslíku, by měla být bariéra umístěná mezi těmito dvěma stanicemi.
8.5.3
Požadavky na provoz
Zaměstnancům není dovoleno bez schváleného povolení vstupovat do oblasti ohraničené bariérou, pokud je potrubní systém pod tlakem kyslíku. Zařízení, které nesmí být umístěno uvnitř ochranných bariér, zahrnuje: -
Ovládací prvky pro operátora včetně odvětrávacích ventilů přístroje a redukčních ventilů tlaku. Odečty přístrojů a zařízení, na kterých se v průběhu provozu musí provádět údržba. Spínače nouzového vypnutí. Zpětné ventily (pokud nejsou samostatně chráněné svou vlastní bariérou). Uzavírací ventily pro případy nouze (pokud nejsou samostatně chráněné svou vlastní bariérou). Ventily pro odebírání vzorků.
Ruční ventily, které jsou umístěné uvnitř bariér a které je zapotřebí ovládat za situace, kdy kyslík proudí, musí být vybaveny bočním převodem umístěným mimo bariéru tak, aby jakékoliv vyražení vřetena z ventilu nemohlo zasáhnout operátora.
8.6
Umístění
Umístění kyslíkových stanic by se mělo volit tak, aby se zabránilo bezprostřední blízkosti zranitelných oblastí a zařízení, jako jsou skladovací nádrže hořlavých produktů, nadzemní potrubí s hořlavými médii, veřejné cesty a silnice, veřejné budovy, parkoviště a přenosové stanice. Nádoby nebo nadzemní potrubí, které jsou v provozu s hořlavými médii, by měly být z praktického hlediska umístěny, pokud možno co nejdále, od kyslíkových stanic. Mechanické spoje, jako jsou příruby, v nadzemních potrubních vedeních hořlavých médií, zejména potrubí, která jsou v provozu s vodíkem,
47
IGC
DOC
13/12 by neměly být umístěné v blízkosti kyslíkové stanice kvůli snížení rizika požáru na minimum v případě současně se vyskytujících netěsností nebo poruch. Kyslíkové stanice by měly být umístěné v místech, kde není nebezpečí znečištění olejem nebo organickým materiálem ze sousedního zařízení nebo strojního zařízení. Pokud se v blízkosti nachází veřejná cesta nebo interní vnitropodniková cesta, mělo by se nainstalovat ochranná bariéra pro vozidla na ochranu stanice před poškozením nárazem. Stanice by měla být oplocena, aby se zamezil přístup nepovolaným osobám. Východy by se měly otevírat směrem ven a do prostoru, kde nejsou žádné překážky. Kouření musí být zakázané v rozsahu minimálně 5 m (17 stop) od kyslíkové stanice. Tato vzdálenost se může zvýšit v závislosti na nebezpečí, které se vyskytuje ve specifickém místě. Činnosti, které zahrnují použití nebo generování plamene, jisker nebo jiných zdrojů vznícení, se musí také zakázat s výjimkou povolením k bezpečné práci. Za účelem osvětlení stanice musí být poskytnuta přijatelná norma pro zajištění bezpečnosti zaměstnanců. U stanic, které jsou umístěné uvnitř ohrazení, se musí vzít v úvahu nebezpečí plynoucí z ovzduší obohaceného kyslíkem, požadavky na monitorování ovzduší a větrání. Vystavení se pracovníků, zařízení a činností prováděných v blízkosti kyslíkové stanice takovému působení se může minimalizovat použitím vhodného oddělení nebo bezpečných vzdáleností. Výběr oddělovacích vzdáleností závisí na řadě faktorů včetně následujících bodů: -
Úroveň energie uložené v systému. Funkce a složitost stanice, např. regulace, měření a/nebo izolace. Zřetele na životní prostředí. Vystavení veřejnosti a zaměstnanců působení (expozici). Vystavení zařízení a vedlejších činností působení (expozici). Následky uvolnění plynu.
Je vhodné použít potenciální energii zásoby plynu ve stanici regulace kyslíku jako základ pro stanovení oddělovacích vzdáleností. Potenciál nebo uložená energie v kyslíkové stanici se mohou 2 vyjádřit jako P D , kde P je normální maximální provozní tlak (bar) a D je průměr potrubí (cm). Pokud jde o řídicí (regulační) stanice, použily se tři kategorie úrovně uvolnění energie společně s příslušnými bezpečnými vzdálenostmi: -
Kategorie 1:
P D 3000, P 4, D 2,5.
-
Kategorie 2:
P D 3000 1500, P 4, D 2,5.
-
Kategorie 3:
P D 1500, P 4, D 2,5.
2 2 2
2
U PD vyšších než 3000 by se mělo provádět specifické vyhodnocení rizika pro stanovení, zda nejsou nutné větší bezpečné vzdálenosti, než ty uvedené v Dodatku E. U stanic určených pouze pro účely izolace nebo měření, kde nejsou žádná automatická regulace průtoku nebo ventily snižující tlak, se významně sníží nebezpečí poruchy a úroveň uvolnění energie má menší význam. Typické uspořádání ohledně umístění kyslíkových stanic ve vztahu k jiným oblastem a zařízením je najdete v tabulce uvedené v Dodatku E pro každou z definovaných úrovní uvolnění energie. Vzdálenosti se vztahují ke stanicím, které nejsou opatřené bariérami (kromě bariér pro vozidla), jak je uvedeno v kapitole 8.5.2. Bezpečné vzdálenosti uvedené v Dodatku E se mohou snížit použitím specifických opatření ohledně návrhu nebo instalace, jako je použití vyňatých materiálů ve stanici a/nebo instalací ochranných bariér nebo clon za předpokladu, že tyto ochranné bariéry nebo clony mohou být zdůvodněné pomocí podrobného postupu odhadu rizik na místě stanoviště. Stanice, které jsou v této tabulce zvažované, jsou řídicí, regulační stanice (kategorie 1, 2 a 3) a ty, které jsou určené pouze pro účely izolování a/nebo měření (kategorie 4).
48
IGC
DOC
13/12 8.7
Zemnění
Během instalace by neměl odpor vůči zemi u potrubí v jakémkoliv místě stanice překročit hodnotu 10 Ohmů. Musí se provádět zkoušky ze známého zemnícího bodu. Pokud se může požadovat použití příčného pospojování přírub pro dosažení stanovené minimální hodnoty. Pokud se použilo příčného pospojování přírub, musí se učinit opatření pro zamezení vzniku koroze komponentů. Potrubní systémy by se neměly používat k uzemňování připojených zařízení. Metodou, která se bude používat, je pomocné zemnění ze zemnícího bodu systému. Potrubní systémy se spolu se všemi ostatními běžnými provozními instalacemi musí připojit na společný bod. Musí se zaznamenávat všechny výsledky zkoušek včetně referenčního zemnícího bodu a musí se provádět pravidelné zkoušky.
8.8
Montáž
Stanice řízení procesu musí být postavené v souladu se schváleným návrhem. Všechny svary natupo musí být zkontrolované a projít nedestruktivními testováními v souladu s konstrukčními předpisy. Ověření skutečnosti, že bylo dosaženo požadovaného standardu, musí být potvrzeno útvarem řízení jakosti nebo k tomu oprávněným inspektorem.
8.9
Instalace
Před vlastní instalací musí být všechna zařízení a všechny komponenty vyčištěné, odmaštěné a připravené a musí se udržovat přísná čistota (viz Kapitola 6). Nicméně pokud by došlo během montáže ke znečištění, musí se provádět další čištění, které bude spojené s analytickými kontrolami za účelem ujištění, že byly odstraněny všechny stopy čistícího činidla. Instalaci musí provádět dodavatelé, schválení ve svém oboru, tj. strojní, stavební, elektrická a přístrojová instalace. Instalační práce musí být dokončené v souladu s konstrukčními výkresy a specifikacemi. Dokončenou instalaci by měl zkontrolovat a schválit příslušný technický úřad.
8.10
Zkoušky
8.10.1 Zkoušení po montáži Po dokončení montáže potrubí se musí provést tlaková zkouška potrubí v souladu s národní nebo mezinárodní normou. Pokud se bude provádět hydrostatická zkouška, potrubí se musí po provedené zkoušce řádně vypustit, vysušit a vyčistit.
8.10.2 Zkoušení po instalaci Dokončená instalace se musí podrobit pneumatické zkoušce s použitím suchého dusíku bez obsahu oleje nebo s použitím suchého vzduchu bez obsahu oleje v souladu s národními nebo mezinárodními předpisy (viz kapitola 7.6.1).
8.11
Uvedení do provozu
Příprava vhodného postupu uvedení do provozu by se měla provádět s následujícími podrobnostmi, přizpůsobenými stanovišti: -
Vzájemné působení s procesy u zákazníka. Bezpečnostní předpisy.
49
IGC
DOC
13/12 K provedení kontroly všech aspektů postupu uvedení do provozu musí být jmenována odpovědná osoba.
8.11.1 Bezpečnost Je-li to možné, ne přímo účastní zaměstnanci by neměli být připouštěni k potrubí na vzdálenost menší než 20 metrů od potrubí, ventilů a zařízení během prvního natlakování a poté prvního průtoku kyslíku skrz nový potrubní systém. Proto by měl být povolen přístup do prostoru se zákazem vstupu pouze zaměstnancům, kteří musí obsluhovat ventily během uvádění systému do provozu. Tito operátoři by měli absolvovat školení uvedené v kapitole 9.1.1. Odpovědná osoba musí koordinovat a řídit uvedení do provozu a zajistit, aby byli zákazník a všichni zaměstnanci řádným způsobem informováni a instruováni. V normálním případě budou program a postup uvedení do provozu připraveny odpovědnou osobou a následně diskutovány se všemi zainteresovanými stranami před započetím uvedení do provozu. Musí se dodržovat všechny zavedené objednávky dodavatele plynu a zákazníka a bezpečnostní pokyny. Pokud se jako zkušební plyn použije dusík, musí se specifikovat bezpečnostní opatření proti zadušení. Kde je to nutné, měly by se namontovat odvětrávací trubky, aby se zajistilo vypuštění plynu do bezpečného prostoru.
8.11.2 Postup Postup uvedení do provozu by měl začít po vyhovujícím dokončení tlakové zkoušky a po vydání příslušných osvědčení o provedené zkoušce. Tento postup by měl zahrnovat následující kontroly, které předcházejí uvedení do provozu: -
Strojně technologické schéma P & ID. Zda jsou k dispozici příslušné materiály, provedeno čištění a zda jsou k dispozici ověřená osvědčení o kalibraci a zkouškách. Zda jsou umístěny výstražná upozornění a příslušné instrukční štítky. Zda jsou namontovány filtračních prvky, zda a kde jsou specifikované. Zda vyhovuje provoz a seřízení následujících položek: - měřících přístrojů, - regulátorů průtoku, - přetokových ventilů, - regulátorů tlaku, - pojistných ventilů (jsou-li namontované), - pojistných bezpečnostních uzavíracích ventilů (jsou-li namontované), - uzavíracích ventilů, - pojistných bezpečnostních zařízení, výstražných signalizací, vypínacích ústrojí.
8.11.3 Filtry Zpočátku se u nové stanice řízení procesu může do filtrů dostat v důsledku velkých průtočných množství a při profukování během uvedení do provozu značné množství cizích částic z potrubí a tím může dojít k rychlému zanesení těchto filtrů. Během uvedení do provozu by se měly monitorovat měřicí přístroje diferenčního tlaku na filtru zejména v první fázi uvedení do provozu, aby se zjistilo, zda není zapotřebí provést výměnu filtru. Taková monitorovací činnost by se u filtrů měla také provádět po provedení údržby/odstavení/modifikaci.
8.12
Provoz
Stanice řízení procesu jsou normálně v automatickém provozu po předchozím nastavení příslušných ovladačů. Jediné ruční činnosti, které jsou tu zapotřebí, jsou následující:
50
IGC
DOC
13/12 -
Otevírání a uzavírání izolačních ventilů ke splnění požadavků spojených s procesem a prováděním údržby. Monitorování displejů měřidel a jiných indikátorů, aby bylo zajištěno, že stanice řízení procesu nebo komponenty pracují v rozsahu příslušných provozních mezí. Udržování čistoty v oblasti stanice pro řízení procesu a zejména vyloučení hořlavých produktů. Dokončení položek definovaných v rámci systému plánované preventivní údržby.
Zaměstnanci pověření provozem stanice pro řízení procesu musí být proškoleni ohledně potřebných provozních postupů, ohledně možných nebezpečí spojených s kyslíkem a s postupy pro nouzové případy.
9
Provoz, monitorování a údržba
9.1
Všeobecné bezpečnostní pokyny
-
-
Před prováděním prací na systémech s kyslíkem by mělo být vydáno povolení pro bezpečnou práci. Směrnice ohledně systémů pracovních povolení najdete v publikacích jako EIGA Doc 40 [48]. Na stanicích a v bezpečnostní vzdálenosti 5 metrů (17 stop) platí zákaz kouření (viz také kapitola 8.6). V bezpečnostní zóně není dovolen otevřený plamen (viz také kapitola 8.6). Zajistěte odstranění všech stop oleje a mazacího tuku. Pokud na potrubí nepracujete, uzavřete uzávěry otevřených konců trubek. Není dovolené uzemnění jakéhokoliv zařízení, jako je svařovací zařízení, na potrubních systémech pro kyslík. Katodické bezpečnostní zařízení se nesmí kontrolovat během bouří, kdy existuje velké nebezpečí úderu blesku. Postupy by měly zajistit, aby zaměstnanci nezůstali v oblasti kyslíkových stanic během bouří, kdy existuje velké nebezpečí úderu blesku. Pokud se jedná o jiná potrubí, doporučuje se provést během provádění prací údržby provizorní uzemnění (nebezpečí indukovaného střídavého proudu vzniklého vadou na zemnění na blízkém elektrickém silovém vedení).
9.1.1
Pracovníci obsluhy a údržby
Kromě školení na bezpečnost práce musí být pracovníci pracující na kyslíkových systémech a provádějí na těchto systémech údržbu speciálně proškoleni a musí porozumět bezpečnostním požadavkům na kyslík. Musí se dobře seznámit s umístěním potrubí, stanic a regulačního zařízení. Zaměstnanci obsluhy musí mít k dispozici všechny provozní a bezpečnostní postupy. Zaměstnanci subdodavatelů musí být informováni a musí mít ke všem příslušným bezpečnostním informacím přístup. Zaměstnanci obsluhy a provozu by měly pracovat s čistýma rukama, nosit čisté oblečení a rukavice, na nichž není žádný textilní prach, vlákna a nesmí být znečištěné olejem nebo mazacím tukem.
9.1.2
Ovládání izolačních ventilů
Zatímco regulační ventily mohou být navrženy pro provoz s velkými tlakovými rozdíly, nemusí to platit v případě konvenčních uzavíracích ventilů, které nemohou být navrženy pro použití v režimu škrcení. Izolační ventil, který není vyroben z vyňatých materiálů, může být ovládán pouze po minimalizaci tlakového diferenciálu s použitím obtokového ventilu nebo s použitím jiných specifických postupů. Musí být učiněna opatření pro monitorování tlakového rozdílu na izolačních ventilech bez ohledu na to, zda jsou tyto ventily ovládané místně nebo na dálku. Izolační ventil se může používat v režimu škrcení za předpokladu, že je vyroben z vyňatých materiálů. Podle předchozí definice je poté ventil definován jako procesní regulační ventil.
51
IGC
DOC
13/12 9.1.3
Svařování a řezání
Jakékoliv svařování na kyslíkových potrubích v provozu by mohlo způsobit lokální ohřátí a/nebo by mohlo nepříznivě ovlivnit celistvost potrubního systému a proto je nutné se tomu vyhnout. Jedinými výjimkami jsou: -
Vrtání malých otvorů v potrubním vedení a potrubích se sníženým tlakem během provádění připojovacích prací. Přivařování šroubů ke katodické ochraně s použitím specifického zařízení na svařování šroubů, jak je vysvětleno dále v textu.
Předem se musí provést kvalifikace procesu, aby se zajistilo, že je generováno malé množství tepla nebo se negeneruje žádné teplo na vnitřní straně potrubí během krátké doby, kdy se provádí přivařování šroubu. Tato práce vyžaduje speciální vybavení a speciální postupy. Smí se provádět pouze pod dozorem pracovníků vyškolených za tímto účelem a vyškolených na příslušné pracovní postupy. Kvalifikace procesu musí ověřit, zda metalurgie trubky a vlastnosti trubky nejsou procesem nepříznivě ovlivněné. Navzdory dobrým zkušenostem s touto technikou se dává přednost tomu, aby se tento postup prováděl, když je kyslíkové vedení mimo provoz.
9.1.4
Obohacení kyslíkem a nedostatek kyslíku
Práce se musí provádět na dobře větraných místech, kde je k dispozici normální vzduch okolního prostředí. Měly by být dodržovány následující mezní hodnoty: -
Horní mez: 23,5 objemových % (obohacení kyslíkem). Dolní mez: 19 objemových % (nedostatek kyslíku).
Pozn.: Ve Spojených Státech podle 29 CFR 1910.143 je dolní mezní hodnota 19,5 objemových % (nedostatek kyslíku) [49].
Vzduch okolního prostředí se musí kontrolovat v široké oblasti kolem místa práce. Zvláštní pozornost je třeba věnovat práci uvnitř budov, uvnitř oblastí ohraničených zdmi a ve výkopech. Nebezpečí se značně sníží, jestliže se takové práce provádějí na otevřeném prostranství. Kyslík se může hromadit nebo koncentrovat v nízko položených oblastech, pokud je jeho teplota stejná nebo nižší než teplota okolního vzduchu. Lidské smysly nemohou pocítit změny v koncentraci kyslíku v okolním vzduchu. Je přísně zakázáno kontrolovat koncentraci kyslíku s použitím otevřeného plamene. Koncentrace kyslíku na pracovišti a v okolním prostředí by se měla kontrolovat s použitím takového zařízení, jako je přenosná jednotka k provádění analýz obsahu kyslíku. Tyto přístroje se musí pravidelně kontrolovat a kalibrovat.
9.1.5
Odstavení/spuštění potrubních vedení a potrubních systémů
Pro odstavování/spouštění a údržbu potrubních vedení jsou zapotřebí písemné postupy a povolení. Pracovníci, kteří se podílejí na těchto pracích včetně dodavatelů, musí být informováni o specifických nebezpečích, která jsou spojená s kyslíkem a s úkoly, které mají provádět. Odpovědná osoba musí poskytnout oprávnění k těmto činnostem následovně: Před začátkem provádění údržby po dokončení operací spojených s procedurou odstavování. Před dalším natlakováním potrubí, když byly dokončené práce údržby a bylo provedeno ověření čistoty pro provoz s kyslíkem. Dokud se neprovede omezení a zajištění pracoviště, nesmí se na zařízení a závodu provádět žádné opravy. Při provádění údržby na komponentech během operací na potrubí, které si nevyžadují odpojení systému nebo které nevyžadují žádné práce za tepla, je přijatelné oddělení prostřednictvím uzavření
52
IGC
DOC
13/12 jednoho ventilu za předpokladu, že se může vyhovujícím způsobem provádět snižování tlaku v potrubí. Jako mechanismu pro uzavírání pro provádění prací údržby nelze použít zpětného ventilu. Pozitivní uzavření se vyžaduje tehdy, jestliže se provádí hlavní práce, jako je řezání nebo svařování. Toto uzavření se může provádět následovně: Kompletním odpojením příslušných částí potrubí od potrubního systému. Instalováním zaslepovacích přírub. Uzavřením a mechanickým zablokováním dvou ventilů uspořádaných v tandemu s otevřeným odvzdušňovacím ventilem umístěným mezi nimi (pokud je ventil opatřen elektrickým pohonem, musí se odpojit přívod elektrické energie): dvojité blokování a vypouštěcí ventil. Uzavření ventilu a umístění těsnícího balónu dovnitř potrubí s mezilehlým vypouštěcím ventilem představuje proceduru, která se může použít tehdy, pokud neexistují žádné jiné možnosti. Měly by se umístit štítky, které indikují, že bylo zařízení zablokováno v uzavřené poloze. Musí se provádět neustálé monitorování koncentrace kyslíku. Po provedení demontáže (dílu) zařízení se musí otvor v potrubí utěsnit, protože netěsnosti, komínové efekty, změny tlaku vzduchu a ohřátý plyn mohou způsobit uvolnění kyslíku.
9.1.6
Odvětrávání a snižování tlaku
Odvětrávání. Velká množství kyslíku se musí odvětrávat do atmosféry přednostně mimo budovy a uzavřené prostory a do takových míst, kde ani zaměstnanci ani zranitelné prvky zařízení nejsou vystavené ovzduší obohaceným kyslíkem. Zvláště nebezpečné jsou kompresory a vozidla se spalovacími motory pracující v ovzduších obohacených kyslíkem. Odvětrávání by se nemělo umisťovat přímo pod nadzemní vedení vysokého napětí. Snižování tlaku: Když se provádí snižování tlaku, může se nainstalovat ve směru průtoku za aktuálním vypouštěcím ventilem pomocný ventil pracující v režimu škrcení. Pomocný ventil chrání aktuální vypouštěcí ventil během odvětrávání a tím zaručuje jeho funkčnost (těsnost). Pomocný ventil by měl být nainstalován ve směru průtoku za vypouštěcím ventilem a měl by se udržovat uzavřený, dokud nebude vypouštěcí ventil zcela otevřený. Odvětrávání může poté probíhat s použitím tohoto pomocného ventilu.
9.1.7
Profukování
K profukování kyslíku z potrubního vedení se musí používat dusík nebo suchý vzduch bez obsahu oleje a mazacího tuku. Při uvedeném profukování se musí dodržovat program profukování včetně všech potrubních větví, aby se zabránilo tomu, že by byly v potrubním systému ponechány kapsy kyslíku. Při použití dusíku musí být zajištěno, aby se zabránilo přístupu nepovolaných osob k výstupům potrubí a aby nikdo nebyl ohrožen jak ovzduším obohaceným dusíkem, tak ovzduším s nedostatkem kyslíku. Místnosti, prostory ohraničené stěnami nebo výkopy musí být provětrávané pomocí odtahových ventilátorů nebo dodáváním čerstvého vzduchu.
9.1.8
Nástroje
Nástroje a příslušenství, které se používají (včetně např. příchytek a spojovacích dílů), musí být čisté a bez oleje a mazacího tuku.
53
IGC
DOC
13/12 Uvedení potrubního vedení, potrubí a stanic do provozu
9.2
Musí se dodržovat pokyny dodavatele a výrobce pro uvedení zařízení a výrobny do provozu. Po úspěšném dokončení zatěžovací zkoušky a zkoušky těsnosti podle platných nařízení, a po vysušení (pokud bylo potrubí podrobeno hydrostatické tlakové zkoušce) se potrubní vedení může uvést do provozu. Je-li to možné, nová potrubní vedení se musí profukovat velkým množstvím dusíku bez oleje a s použitím co největšího možného výstupu, aby bylo možno zajistit odstranění prachu z potrubního vedení (viz také kapitoly 6.3.8 a 6.4.5). Když se spustí uvedení do provozu, systém se musí nejdříve profouknout kyslíkem tak, aby se odstranil dusík nebo vzduch, který se již nachází v potrubí. Proces profukování se provádí s použitím škrtících a obtokových ventilů, jsou-li nainstalované (v závislosti na jmenovitém průměru potrubí) přes poslední ventil pod tlakem. Kyslík by se měl zavádět ve specifickém směru, aby byla zajištěna čistota kyslíku. Čistota kyslíku by se měla měřit na všech výstupech s použitím zařízení k provádění analýzy. Pokud bude čistota na výstupu dostačující, může se příslušný ventil uzavřít. Po profouknutí systému a po uzavření všech míst sloužících k profukování se může přistoupit k natlakování potrubí s použitím obtokového ventilu, škrtícího nebo regulačního ventilu, aby se zajistilo pomalé natlakování potrubí až na provozní tlak. Během uvedení do provozu by se měla pravidelně provádět zkouška těsnosti přírubových spojů.
Provoz a monitorování
9.3
Musí se dodržovat pokyny dodavatele a výrobce pro zařízení a systémy. Potrubní vedení a stanice se musí udržovat v dobrém pracovním stavu z hlediska provozu a bezpečnosti. Zaměstnanec obsluhy musí dodržovat program preventivní údržby včetně všech bezpečnostních opatření a technických monitorovacích opatření. Podrobný popis prací, které se mají provádět, musí být uveden v pracovních pokynech. Příklad programu preventivní údržby najdete v Dodatku F. Tento program ukazuje hlavní úkoly, které se mají provádět. Četnost provádění prohlídek bude předepsána národními a/nebo zavedenými postupy společnosti.
9.4
Informace třetím stranám, práce v sousedství s potrubními vedeními a aktualizace dokumentů
9.4.1
Všeobecně
Údržba potrubních vedení není pouze záležitostí technických a provozních pokynů. Statistiky ze strany potrubních společností ukazují, že více jak ke dvěma nehodám ze tří, ke kterým došlo u podzemních potrubních vedení, došlo následkem externích jevů. Za účelem ochrany potrubních vedení a pro zajištění spolehlivosti dodávky je nutné, aby byly třetí strany informovány o umístění potrubních vedení, o každých pracích sousedících s potrubním vedením a aby byly informovány o instalaci nových potrubních vedení.
9.4.2
Tok informací
Pokud existují, musí se dodržovat národní nařízení. Tato nařízení obvykle vyžadují: -
Aby operátoři podzemních staveb (potrubí, kabely atd.) předložili písemné oznámení ke schválení příslušným místním úřadům.
54
IGC
DOC
13/12 -
-
Aby dodavatelé provádějící zemní práce v oblasti podzemních staveb informovali operátory o těchto podzemních stavbách, o povaze takových prací formou písemného oznámení ke schválení. Aby operátoři odpovídali dodavatelům v předepsanou dobu včas.
Pokud nejsou k dispozici národní nařízení, měl by se přijmout podobný plán ohledně toku informací.
9.4.3
Souhrn prací
Operátor potrubních vedení by měl sepsat souhrn prací provedených na potrubních vedeních nebo v blízkosti potrubních vedení nebo prací neprovedených. Pokud se v sousedství potrubního provádí práce, měl by být soupis formálně schválen vydáním písemného dokumentu spolupodepsaného vedoucím pracovníkem stanoviště.
9.4.4
Záznamy
Operátor potrubního vedení by měl provádět následující záznamy: -
Požadavky ze strany dodavatelů. Odpovědi na žádosti, které jsou spojené s předanými dokumenty. Dokumentace dozoru nad prováděnými pracemi.
9.4.5
Aktualizace výkresů potrubního vedení
Aktualizace dokumentů potrubního vedení zejména montážních výkresů potrubí by se měly provádět na stávajících potrubních vedeních, aby byly zachyceny odchylky a modifikace, které byly provedené v průběhu provádění prací.
9.5
Speciální prohlídky
Kromě běžného monitorování potenciálů systému katodické ochrany by se měla provádět kontrola katodové ochrany měřením elektrického potenciálového spádu mezi potrubím a zemí (CIPS – Close Interval Potential Survey) v intervalech 5 let a zavedení programu řízení integrity na potrubním vedení podle platných nařízení. Problémy se systémy katodické ochrany potrubního vedení identifikované ročními prohlídkami, častějšími prohlídkami nebo pomocí jiných prostředků se mohou zjistit pomocí různých technik, jako jsou: Kontrola katodové ochrany měřením elektrického potenciálového spádu mezi potrubím a zemí. Průzkum gradientu AC napětí (ACVG – Alternating Current Voltage Gradient) nebo DV napětí (DCVG - Direct current voltage gradient). Průzkum proudového poklesu /průzkum mapování (bludných) proudů v potrubním vedení (PCM – Pipeline current mapping). Průzkum Pearsonovou metodou. Celý seznam výše uvedených postupů průzkumu nad zemí najdete v NACE SP 0502, Standardní praxe – Metodologie hodnocení přímé vnější koroze na potrubních vedeních [50]. Tyto techniky nepřímé kontroly se mohou použít jako nedílná součást programu řízení integrity potrubního vedení.
9.6
Poškození systému potrubního vedení
9.6.1
Netěsnosti
Pokud existuje podezření na únik produktu z potrubního vedení a není možné jej lokalizovat pomocí vizuálního nebo zvukového důkazu, mělo by se provést oddělení potrubí po částech a měly by se provádět tlakové zkoušky, aby bylo možno identifikovat zdroj netěsnosti nebo prokázat, že je potrubní vedení v pořádku.
55
IGC
DOC
13/12 9.6.2
Opětné potvrzení platnosti
Měla by se věnovat pozornost opětnému potvrzení platnosti (jedná se o podrobnou prohlídku včetně tlakové zkoušky), aby se ustanovila vhodnost potrubního vedení pro nepřetržitý provoz po předchozím úniku produktu, požáru nebo jiné události, kterou nelze připsat narušení ze strany třetí strany nebo po provedení významné modifikace potrubního systému.
10
Všeobecná ochranná opatření
10.1
Plán odezvy na krizové situace
Dokument postupu pro krizové situace se požaduje pro zajištění, aby všichni zaměstnanci obsluhy a jiní, kteří mohou být do této činnosti zapojeni včetně veřejných orgánů, byli odpovídajícím způsobem informováni o činnostech a opatřeních, které budou provedeny za krizové situace. Musí se ujasnit postupy, které budou splňovat speciální potřeby každého jednotlivého potrubního systému. Formu a obsah takového postupu mohou nařizovat národní zákony a nařízení. Avšak při sestavování těchto postupů by se měla věnovat pozornost následujícím záležitostem a tématům.
10.1.1 Spolupráce s veřejnými orgány a dalšími odbornými poradci Účinné zvládání nehod u potrubního vedení bude často vyžadovat spolupráci ze strany veřejných orgánů (např. policie, hasičů, veřejných organizací atd.). Měl by být zaveden seznam kontaktů pro případy nouze a kopie příslušných částí postupu pro případy nouze by měly být dány do oběhu orgánům a organizacím, které by se mohly zapojit.
10.1.2 Popis systému potrubního vedení Tento popis by měl zahrnovat všechny příslušné technické údaje, jako jsou trasa, délka, průměr, tlak potrubí, umístění potrubí, výkresy řegulačních stanic včetně umístění oddělovacích ventilů.
10.1.3 Řídící střediska Měla by se ustanovit úloha a umístění řídicích středisek, pokud se jedná o jednání v krizových situacích. Dále by se měla určit komunikační média (např. telefon, rádio, e-mail a/nebo fax. Musí se stanovit a zformovat jasné pokyny pro postup v případech nouze.
10.1.4 Oznámení události (nehody) Událost (Nehodu) mohou zjistit zaměstnanci obsluhy na řídícím středisku potrubního vedení nebo ji může oznámit třetí strana na základě pozorování nenormálních podmínek na stanovišti. Řídicí středisko by mělo být odpovědné za identifikaci přesného místa události (nehody), za záznam všech podrobností a za okamžité předání informací skupině zajišťující postup v případech nouze.
10.1.5 Postup varování Řídicí středisko musí zalarmovat zaměstnance na zavolání. Postup v případě nouze by měl jasně určit činnosti, které budou provádět všichni zaměstnanci na zavolání v případě nouze. Měla by být zahrnuta všechna omezení ohledně vstupu na pozemek. Musí se provést opatření k mobilizaci odpovědné osoby na stanovišti společně se zaměstnanci, kteří jsou způsobilí provádět posouzení a jednání ohledně provozu. Postup varování by měl také zahrnovat požadavky na informování všech zainteresovaných osob o obnovení normálních podmínek.
10.1.6 Odstavení potrubí
56
IGC
DOC
13/12 Měly by se zavést jasné postupy a zajistit jejich porozumění s veřejnými úřady ohledně izolace a odstavení potrubního vedení v případu nouze. Je důležité, aby řídicí středisko potrubního vedení převzalo odpovědnost za tyto činnosti v zájmu bezpečnosti všech těch, kterých se to týká.
10.1.7 Vybavení pro nouzové případy Vybavení pro zajišťování postupu v nouzových případech se musí udržovat trvale ve stavu připravenosti a na k tomu určených místech. Typickými případy jsou prostředky pro zajišťování dopravy zařízení a pracovníků, účinný komunikační systém mezi řídícím střediskem a místem nehody, přístroje pro provádění analýz, hasicí přístroje, ochranné oděvy a bezpečnostní vybavení, osvětlovací soupravy a zdroje energie, materiály a nástroje k provádění oprav.
10.1.8 Nápravná činnost Podrobné posouzení činnosti, která se má provádět v rámci postupu v nouzových případech, se může zavést po počátečním vyhodnocení na stanovišti. Nicméně v postupu by měly být označeny všeobecné pokyny ohledně přístupu (např. kroky, které se mají provádět při zjištění požáru).
10.1.9 Potrubní vedení s katodickou ochranou Pokud bylo potrubní vedení přerušeno, měl by se izolovat (odpojit) katodický ochranný systém a instalovat přechodná propojení.
10.1.10 Formulář zprávy o nehodě Měly by se shromáždit a zaznamenat podrobné údaje o nehodě na formuláři požadovaném legislativními požadavky zainteresované země a/nebo postupem pro podávání zpráv ve společnosti.
10.1.11 Cvičení pro případ krizové situace Aby se zajistilo, že postupy v případech nouze odpovídajícím způsobem pokryjí požadavky systému potrubního vedení, pro který byly sestavené, doporučuje se pravidelně provádět cvičení pro případ krizové situace.
10.2
Zdroje energie a údery blesku
Silnoproudá zařízení a ochrana proti úderu blesku u stanic se musí instalovat v souladu s platnými normami a specifikacemi, jako NACE SP0177 Zmírnění účinku střídavého proudu a blesku u kovových staveb a systémů řízení koroze [51]. Potrubní vedení může být nepříznivě ovlivněno střídavým proudem, pokud je vedeno paralelně s nadzemními kabely vysokého napětí nebo může být nepříznivě ovlivněno stejnosměrným proudem, pokud je vedeno v blízkosti tramvajových nebo železničních tratí. Vyvolané účinky střídavého nebo stejnosměrného proudu na příslušné části potrubního vedení se mohou minimalizovat provedením vhodných opatření, jako je rozdělení potrubního vedení na několik částí pomocí oddělovacích přírub a aktivního/pasivního uzemnění. Více informací viz EN 50162 Ochrana před korozí bludnými proudy ze stejnosměrných proudových soustav a CEN 15280 hodnocení pravděpodobnosti koroze střídavými proudy [52, 53]. Těmito opatřeními by neměla být nepříznivě ovlivněna katodická ochrana dokonce ani po krátká časová období. Zvláštní pozornost se musí věnovat ochraně nainstalovaného elektrického zařízení proti přetížení. Je zvláště důležité brát v úvahu potřebu ochrany proti zkratům a proti poruchám zemnění u nadzemních
57
IGC
DOC
13/12 kabelových vedení vysokého napětí s použitím zařízení k potlačení vazby stejnosměrného proudu, jako jsou polarizační články.
10.3
Požár
Specifická rizika vzniku požáru, který může nastat u systémů s kyslíkem, jsou: -
-
Spontánní hoření, ke kterému dojde uvnitř kyslíkového systému a které se může poté rychle vyvinout v požár. Zpravidla se tento požár po několika vteřinách sám uhasí, ale množství uvolněného kyslíku může vést k vytvoření ovzduší obohaceného kyslíkem. Hoření v kyslíkem obohaceném vzduchu, se kterým je možno uhasit požár s použitím konvenčních hasících metod po přerušení přívodu kyslíku.
Jediným účinným způsobem zacházení s požáry podporovaných kyslíkem je izolovat přívod kyslíku (viz kapitola 10.6.3). Za podmínek obohacení kyslíkem mohou vhodná média pro hasicí přístroje zahrnovat: vodu, suchou chemikálii (prášek) nebo oxid uhličitý. Výběr vyžaduje vzít v úvahu povahu požáru (např. elektrický atd.). Požáry osob nebo jejich oděvů např. musí být uhašeny vodou, protože pokrytí hasicí rouškou stále umožní oblečení obohacenému kyslíkem hořet. Hasicí přístroje by měly být řádně nainstalované a udržované. Obsluha by měla vědět, kde jsou umístěny, jak s nimi pracovat a jaké zařízení použít pro který typ požáru [54]. Je nebezpečné vstupovat do oblasti s vysokou koncentrací kyslíku za účelem hašení požáru nebo za účelem pomoci osobě zasažené ohněm vzhledem k tomu, že se také může vznítit vlastní oděv zachraňující osoby. Pokud jsou k dispozici bezpečnostní sprchy, musí být opatřeny přívodem vody s odolností proti působení mrazu. Osoby, které se nacházely v kyslíkem obohacené atmosféře, nesmí přijít do styku se zdroji vznícení (cigarety, svařovací hořáky, jiskry atd.) a musí okamžitě opustit oblast. Tito lidé musí rozepnout nebo uvolnit svůj oděv a nechat jej větrat po dobu minimálně 15 minut, aby se tak zajistilo odstranění přebytečného kyslíku. Pokud dojde k požáru, je třeba provádět následující činnosti, i když pořadí, ve kterém se tyto činnosti provádějí, bude třeba nutné podle situace uzpůsobit. -
10.4
Rychlé vyhodnocení rizika. Varování zaměstnanců na místě (na stanovišti). Opuštění nebezpečné zóny. Uvedení zařízení do bezpečného stavu (nouzové odstavení, vypnutí s použitím ventilů atd.). V případě nutnosti nahlášení události hasičům a policii. Nahlášení události dozoru a pracovníkům pro případy nouze. Poskytnutí první pomoci postiženým osobám. Zablokování přístupu do oblasti včetně ovlivněných okolních komunikací a silnic.
Nebezpečí plynoucí z nedostatku kyslíku a předběžná opatření
Osoby vystavené ovzduší s nedostatkem kyslíku mohou okamžitě ztratit vědomí. Nepokoušejte se pomáhat osobě nacházející se v ovzduší s nedostatkem kyslíku bez vhodného dýchacího přístroje nebo vybavení pro záchranářské práce. Bez tohoto vybavení je zachraňující osoba vystavena stejnému nebezpečí jako osoba v nesnázích.
58
IGC
DOC
13/12 Zachraňující osoba musí být vybavena bezpečnostním ochranným postrojem a lanem a musí být monitorována další osobou, která se nachází mimo nebezpečnou zónu. Osobě trpící nedostatkem kyslíku musí být okamžitě poskytnuta první pomoc jako umělé dýchání nebo podávání kyslíku do příchodu lékaře.
10.5
Zprava o nehodě a škodách
Jestliže dojde k nehodě na potrubí, mělo by se provést důkladné vyšetřování. Tato zpráva by měla obsahovat přesný popis podmínek potrubního systému během posledních minut před nehodou, postižený materiál a následky nehody, jako sekundární vznícení, poranění osob a poškození zařízení nebo majetku. Měla by se stanovit a napravit příčina nehody/škod. Typická metoda vyšetřování nehod na kyslíkových potrubních vedeních je popsána v ASTM G145 [55].
10.6
Systém řízení bezpečnosti
Mělo by se zvážit zavedení speciální formy systému řízení bezpečnosti, který se obvykle nazývá Systém řízení integrity potrubí (PIMS). Takový systém umožňuje formální kontrolu hlavních aspektů řízení bezpečnosti, která se má zavést a předvést. Tento systém by měl poskytovat podrobné informace specifické pro určité potrubní vedení týkající se následujících odstavců.
10.6.1 Oznámení úřadům a konzultace ohledně trasy Obvykle jsou stanovena v běžné legislativě a v pravidlech platných pro zemi, ve které se má provádět instalace potrubí.
10.6.2 Návrh (projekt) a stavba Souhrnný postup projektu a stavby je předepsán příslušnými konstrukčními normami, konstrukčními předpisy a specifikacemi uznávanými v příslušné zemi. Kromě těchto norem platí průmyslové normy a/nebo normy společnosti a specifikace týkající se určitého produktu, který se má přepravovat.
10.6.3 Systémy odstavení Odstavení se může provádět ručně nebo automaticky. Zařízení pro odstavení (např. uzavírací ventily) mohou být ovládány systémem detekce netěsností nebo snímáním vysokého průtoku, nízkého tlaku nebo rychlosti poklesu tlaku v systému.
10.6.4 Provoz Strategie řízení je navržena k bezpečnému řízení dodávky potrubím v rámci vývoje návrhu. Proměnné veličiny, které jsou zahrnuté v této strategii řízení, mohou zahrnovat: -
-
Tlak: Pro zajištění udržení požadovaného tlaku dodávky z potrubního vedení. Ochrana proti příliš vysokému tlaku v tomto případě zpravidla nepředstavuje problém, protože potrubí jsou v normálním případě navrhována tak, aby odolávala tlakům vyšším, než je maximální tlak, který může vyvinout výrobní zařízení. Možná bude požadováno nainstalovat vhodné zařízení pro odlehčení tlaku na konci potrubí ve směru průtoku, aby tak byla zajištěna ochrana proti nadměrnému tlaku přesahujícímu kritéria návrhu. Teplota: Pro zajištění toho, aby kryogenní kapaliny ze skladovacích jednotek nevnikly do potrubního vedení. Průtok: Za účelem vyhovění požadavku zákazníka, pokud se jedná o průtok do potrubního vedení.
59
IGC
DOC
13/12 -
Čistota produktu: Pro zajištění toho, aby žádný do potrubního systému nevstoupil produkt, který nesplňuje požadavky specifikace.
Každá likvidace produktu, které je zapotřebí pro udržení požadovaných podmínek v potrubí, se v normálním případě zajišťuje prostřednictvím řízeného odvzdušnění, odvětrání v místě výroby.
10.6.5 Kontrola rozvodů od třetí strany Typicky používaná opatření: -
Označovací sloupky instalované na trase potrubního vedení. Distribuce výkresů „stávajícího provedení“ a poskytování informací o trase potrubního vedení vlastníkům pozemků, projektantům místních úřadů a dalším zainteresovaným stranám. Podobné informace distribuované do systémů „na zavolání“, což je jedno kontaktní místo, kde je možno získat informace o potrubních vedeních a službách – (je-li to použitelné). Pravidelné obchůzky potrubního vedení prováděné pěšky nebo prostřednictvím leteckého průzkumu pro zjištění neoprávněného zásahu (viz také kapitola10.6.10).
10.6.6 Údržba a kontrola V normálním případě se používá systém disciplinované plánované preventivní údržby a systém odstraňování závad (včetně pravidelných obchůzek potrubního vedení). Typické příklady úkolů zahrnutých do tohoto programu jsou: -
Pravidelné testování systému katodické ochrany. Vizuální kontrola těsnosti přírub umístěných nad zemí. Vizuální kontrola projevů neoprávněného zásahu do potrubního systému. Vizuální kontrola znaků sedání půdy. Vizuální kontrola jakýchkoliv náhodných poškození systému. Vizuální kontrola činností a vývoje v blízkosti potrubního vedení. Kontrola, zda jsou všechna označovací zařízení (značení) na místě.
10.6.7 Hlavní politika prevence nehod a systémy řízení bezpečnosti Může být připraven dokument podrobně popisující organizaci a zaměstnance, identifikaci a vyhodnocení nebezpečí, provozní řízení, řízení změn, plánování ohledně nouzových situací, monitorování výkonu, audit/ přezkoumávání (v závislosti na vnímaném rozsahu a na povaze hlavních nebezpečí úrazu, které představuje potrubní vedení a v návaznosti na místní předpisy a praxi).
10.6.8 Plánování pro krizové případy Plán pro případ nouze se připraví tak, aby každá nehoda mohla dostat účinnou odezvu. Tento plán je specifický pro základní místo resp. stanoviště a stanovuje úlohy místních zaměstnanců za nouzových situací. Tento plán také identifikuje všechny kontakty pro případy nouze jak interní tak externí vzhledem k provozující společnosti. Plán je strukturován tak, aby byl z místního hlediska soběstačný. Zaměstnanci, kteří by mohli být povoláni k zásahu v případě nehody, musí být odpovídajícím způsobem k tomu vyškoleni, aby mohli zastávat svou roli v případě takové události. Všechny speciální ochranné oděvy a zařízení, které by mohly být v takovém případě vyžadovány, musí být udržovány snadno přístupné a v řádném stavu pro použití.
10.6.9 Informace pro veřejnost a zainteresované strany Plány a dokumentace potrubního vedení musí být založeny u příslušných úřadů nebo jiných stran, které jsou na potrubním vedení nějak zainteresovány (např. železnice, těžební úřady, silniční úřady,
60
IGC
DOC
13/12 hasičské a policejní útvary). Kde je to vhodné poskytují se také informace veřejnosti prostřednictvím označovacích sloupků podél trasy potrubního vedení (viz také kapitola 4.5).
10.6.10 Plánování využití půdy Operátor potrubního vedení může provádět určitou kontrolu nad výměrou půdy definovanou dohodou o právu využívat cestu/o věcném břemeni. Půda, která se nachází mimo hranice tohoto vymezení, však není řízena operátorem potrubního vedení. Taková půda může být kontrolována správním úřadem.
10.6.11 Ohlašování nehod Ohlašování nehod je běžně zahrnuto v legislativních požadavcích jednotlivých členských států nebo místních úřadů. Průmyslové asociace/přezkoumání příčin a údajů nehod sdílí členové společnosti, kteří mají také svůj vlastní systém ohlašování z hlediska vnitřní bezpečnosti a své vlastní systémy řízení.
61
IGC
DOC
13/12
Dodatek A: Popis zkušební metody hoření s podporovaným vznícením (Informativní) 1
Kritéria
V této zkušební metodě se provede vznícení zkušebního vzorku v kyslíkové atmosféře prostřednictvím použití promotoru, tedy hoření podporujícího prostředku, více informací viz kapitola 12. Zkušební vzorek může být kompletně spotřebován a v takovém případě je považovaný za hořlavý. Pokud po minimálním hoření dojde k zastavení spalování, výsledek indikuje skutečnost, že příslušný vzorek není hořlavý. Různé délky hoření mezi zastavením hoření a mezi kompletním shořením indikují přechodové chování. Mohou se zavést libovolná kritéria hoření, aby tak byl indikativní pro hoření. Výběr kritérií hoření vyžaduje porozumění přechodové křivce hoření s podporovaným vznícením a potřebným faktorům pro zajištění bezpečného návrhu. Dokument ASTM STP 1111 podrobně popisuje křivku hoření s podporovaným vznícením [11]. Určení, že testovaná slitina není hořlavá, představuje základ pro stanovení skutečnosti, že je vyňata z omezení ohledně rychlosti. Rozhodnutí o hořlavosti by vyžadovalo zavedení omezení ohledně rychlosti. 2
Konfigurace zkušebního vzorku
Nejobvyklejším zkušebním vzorkem při použití ve zkouškách s použitím testovací metody hoření s podporovaným vznícením je konfigurace tyčky o jmenovitém průměru 3,2 mm (0,125 palce) a o délce pohybující se v rozsahu mezi 10 a 15,3 cm (4 a 6 palců). Nicméně při provádění vyhodnocení hořlavosti, při posuzování hořlavosti se mohou použít průměry větší nebo menší než 3,2 mm (0,125 palce). Technická pojednání o takovém zkoušení hoření s podporovaným vznícením popisující různé zkušební vzorky najdete v ASTM řady STP [25, 16, 5, 10, 11, 6, 14, 24, 25]. 3
Promotor (podporující prostředek)
Volba promotoru může zahrnovat úvahy o typu znečišťujících látek, které se s největší pravděpodobností mohou v provozu vyskytnout. Různí výzkumníci použili promotorů jako je železný ® drát, železo – uhlovodík, hliník, hořčík a pyrofúzi (drát kompozitu hliník – palladium). V tomto ohledu by se měly přezkoumat citované reference. 4
Čistota kyslíku
Atmosféry s kyslíkem, které se používají v rámci zkoušek hořlavosti, se mohou volit tak, aby to vyhovovalo potenciálním aplikacím. Velký objem publikovaných dat zahrnuje standardní čistotu 99,5+ % kyslíku. Nicméně existují údaje o hořlavosti kovů, které byly získány s podstatně nižšími čistotami kyslíku. V rámci zkoušek hořlavosti byly pro příslušné experimenty použité jak předem ve válci namíchané směsi, tak směsi z místa použití. V předchozím textu uvedené reference by se měly konzultovat ohledně tohoto parametru testování.
5
Zkušební nádoby pro zkoušení hoření s podporovaným vznícením
5.1
Všeobecně
Existují dva typy nádob, které se používají při testování hoření s kovy podporovaným vznícením, na které je možno se odkázat v seznamu literatury. Jednou z nich je zkušební zařízení statického typu nebo typu s pevným objemem. Další je zkušební přístroj průtoku, na který je odkazováno jako na zařízení pro stanovení Kyslíkového indexu (OI). Popis těchto zkušebních zařízení najdete v ASTM řady STP [5, 6, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 23, 24, 25].
5.2
Statický tester
Statické testery vytvořily údaje v rozsahu od 3,55 MPa do 34,5 MPa (500 psig do 5000 psig). Jednou oblastí zájmu je skutečnost, že při nižším tlaku může být testovací atmosféra rozředěna produkty
62
IGC
DOC
13/12 spalování v rámci uvedeného zkušebního postupu a mohou poté vzniknout z tohoto důvodu falešné indikace o nehořlavosti.
5.3
Průtokový tester
Pomocí průtokových testerů lze překonat omezení nízkého tlaku statického testeru. Dochází k nepřetržitému průtoku kyslíku za testovacím vzorkem a výsledky lze získat při poměrně nízkém tlaku. Použitím tohoto přístupu lze minimalizovat vytváření znečišťujících látek.
5.4
Vyhodnocení výsledků a bezpečnostních faktorů návrhu
Pokud se zkoušky hoření s podporovaným vznícením provádějí v širokém rozsahu tlaků, údaje mohou nabývat hodnot ve formě uvedené v ASTM STP 1111 [11]. Lze pozorovat tři charakteristické zóny: odolnost proti hoření (minimální spotřebování zkušebního vzorku), přechodová zóna a nepřetržité hoření (významná pro kompletní spotřebování zkušebního vzorku). Kritéria návrhu, jejichž prostřednictvím je takový materiál charakterizován jako vyňatý z omezení ohledně rychlosti, se zakládají na délce hoření 3 cm (1,2 palce) nebo menší, během které se hoření zastaví. Kyslíkovétlaky uvedené v tomto dokumentu, které jsou založené na chování odolném proti hoření, jsou neodmyslitelně konzervativní. Vyňatý tlak pro nerezovou ocel byl dále snížen na základě zkušeností z průmyslu. Je nezbytné provádět zkoušky minimálně 3 až 5 zkušebních vzorků při každém ze zkušebních tlaků. Použití menšího počtu zkušebních vzorků může být zavádějící, zejména pokud dojde k zastavení hoření. ASTM STP 1040 je také významně relativní k metodám klasifikace [10].
63
IGC
DOC
13/12
Dodatek B: Mechanismus potenciálního vznícení (Informativní) Následující mechanismy vznícení mají být aktivní v potrubních systémech s plynným kyslíkem (GOX), pokud jsou přítomny přispívající faktory. MECHANISMY VZNÍCENÍ
Náraz částic
PODMÍNKY Přítomné částice Rychlosti vyšší než na obr. 2 až do akustických Místo nárazu Hořlavé cíle týkající se provozních podmínek
Adiabatická komprese
Podporované vznícení/zapalovací řetězec
Mechanické tření
Rychlé natlakování Vystavení nekovovým materiálům nebo znečištění je v blízkosti konce Vysoký tlakový poměr
Mechanismus vznícení přítomný a aktivní. Hořlavé materiály k zapálení nebo rozšiřování ohně. Dva nebo více povrchů. Vzájemný pohyb. Mechanické zatížení. Oděr. Jedno nebo opakované mechanické zatížení.
Mechanický ráz
Tepelné vznícení
Elektrický oblouk
Nekovový nebo kovový materiál v místě rázu. Externí ohřev schopný ohřívání materiálu na jeho hodnotu AIT (samovolného vznícení) ve stanoveném prostředí. Materiál s hodnotou AIT nižší než je vytvořená teplota zdrojem ohřevu v uvedené konfiguraci a prostředí. Bod vznícení mazadla nebo jiné hořlavé znečištění.
Zdroj el. napájení. Oblouk s dostatkem energie pro roztavení nebo odpaření materiálů. Hořlavý materiál vystavený vznícení od el. oblouku.
PŘISPÍVAJÍCÍ FAKTORY Hustota, množství a složení přítomných částeček Místo nárazu na trase průtoku částic; vznícení se rozšířilo, jak se úhel přiblížil kolmici. Pokles vysokého tlaku Rychlootevírací ventil Objem natlakovaného plynu Funkce konečného tlaku, počáteční teplota a poměr tlaku (včetně tlaku proti směru průtoku). Nízká AIT (samovolné vznícení) nekovových materiálů může mít za následek vznícení při vyšším tlaku než 10 barg. Obvykle nekovové materiály. Vznícení a hoření hořlavého materiálu (např. znečištění) vznítí méně hořlavý materiál. Vysoká rychlost a/nebo vysoká zátěž na pryžových površích (obvykle má za následek vážné porušení povrchu). Vážnější u hliníkových slitin. Vyšší rychlost rotace nebo vysoká oscilační/vibrační frekvence za normálního zatížení. Porézní materiál (vystaven LOX ve většině případů). Rychlouzavírací ventil. Kontrola chvění nebo pojistný ventil. Otevřený oheň. Kouření. Jiskry. Svařování. Tepelný lavinový jev. Zdroj tepla. Teplo, které může samovznítit hořlavý materiál nebo směs hořlavého plynu. Neuzemněné nebo zkratované el. komponenty za přítomnosti kyslíku (včetně el. motorů, el. regulačního zařízení, přístrojů, el. kabelů atd.). Úder blesku
Méně běžné mechanismy vznícení zahrnují rezonanci, statický výboj a tření způsobené průtokem. Některé z nich nejsou dobře pochopeny. K rezonancím dojde, když je v potrubí rezonanční dutina, kde akustické oscilace v rezonanční dutině mohou zvýšit teplotu (často je to slyšitelné) a když jsou v rezonanční dutině hořlavé částečky nebo úlomky. Krátké profily ve tvaru T se slepým koncem mohou rezonovat, když v jiných větvích probíhá průtok o vysoké rychlosti. Ke statickému výboji dojde, když se nahromadí el. výboj, energie výboje je dostatečná pro vznícení a pokud je hořlavý materiál vystaven výboji. Předpokládá se průtokové tření tam, kde dochází k prosakování nebo diferenciálu tlaku, vystavený nekovový materiál se nachází na trase průtoku a tlak je vyšší než 30 bar. Podrobnější informace o těchto méně běžných zdrojích vznícení viz ASTM G63, ASTM G88 a ASTP 36 [9, 2, 26].
64
IGC
DOC
13/12
Dodatek C: Tabulka jmenovitých složení slitin a rozsahů (normativní) Typ materiálu nebo slitina Č. EN materiálu Mosazné slitiny (1) Kobaltové slitiny Stellit 6 Stellit 6 Stellit 6B Stellit 6B Měď 2.0090 Slitiny měď-nikl 2.0882 Železné odlitky (nikoliv z nerezové oceli) Šedá litina 0.6030 Tvárná litina 0.7040 Odolný Ni, typ D 0.7673 Železné odlitky (z nerezové oceli) CF-3 (2) 1.4308 CF-8 (2) 1.4308 CF-3M 1.4408 CF-8M (3) 1.4408 CG-8M (4) 1.4439 CN-7M (5) Slitiny niklu Monel 400 2.4360/2.4366 Monel K-500 2.4375 Nikl 200 2.4060/2.4066 Hastelloy C-276 2.4819 Inconel 600 2.4816 Inconel 625 2.4856 Inconel X-750 2.4669 Nerezové oceli, k tváření 304 1.4301/1.4306 304L 1.4301/1.4306 316 1.4401/1.4404 316L 1.4401/1.4404 321 1.4541 347 1.4550 410 1.4006/1.4024 430 1.4016/1.4742 17-4 PH (6) 1.4542/1.4548 X3 Ni Cr Mo 13-4 1.4313 Carpenter 20 Cb-3 2.4660 Cínové bronzi 2.1080 (1) Hliníkové mosazi nejsou zahrnuté. (2) Odlitkové analogy nerezové oceli 304L/304. (3) Odlitkové analogy nerezové oceli 316L/316. (4) Odlitkové analogy nerezové oceli 317. (5) Slitina 20. (6) Stav vytvrzování stárnutím.
Číslo UNS 2.0380
Jmenovitý rozsah složení Různé 55-85 Cu; 15-44 Zn; 1-3 (Sn, Pb, Fe)
R30006 R30016 C10100 C70600
55,5Co; 29 Cr; 4,5W; 3Ni; 1C; 7 (Fe, Si, Mn, Mo) 53Co; 30Cr; 4,5W; 3Ni; 1C; 8,5 (Fe, Si, Mn, Mo) 99,9 + Cu 67-87 Cu; 10-31 Ni; 1-2 (Fe, Mn, Zn)
F12801 F32800 F43010
3C; 2Si; 0,8Mn; Bal. Fe 3,6C; 2,7Si; 0,4Mn; Bal. Fe 20Ni; 3C; 2Si; 2 Cr; 1Mn; Bal. Fe
J92500 J92600 J92800 J92900 J93000 N08007
19,5 Cr; 10 Ni; 2 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe 19,5 Cr; 10 Ni; 2 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe 19 Cr; 11 Ni; 3 Mo; 1,5 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe 19 Cr; 11 Ni; 3 Mo; 1,5 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe 20 Cr; 12 Ni; 3 Mo; 1,5 Si; Bal. Fe 21 Cr; 29 Ni; 4 Cu; 3 Mo; 1,5 Si; 1,5 Mn; Bal. Fe
N04400 N05500 N02200 N10276 N06600 N06625 N07750
67 Ni; 32 Cu; 1 Fe 66,5 Ni; 30 Cu; 3 (Al, Ti) 99,0 Ni minimum 56 Ni; 16 Cr; 16 Mo; 4 Fe; 3 W; 2,5 Co 76 Ni; 15 Cr; 9 Fe 60 Ni; 22 Cr; 9 Mo; 5 Fe; 4 Nb 74 Ni; 15,5 Cr; 7 Fe; 2,5 Ti; 1 Al
S30400 19 Cr; 9 Ni; 2 Mn; 1 Si; Bal. Fe S30403 19 Cr; 9 Ni; 2 Mn; 1 Si; Bal. Fe S31600 17 Cr; 12 Ni; 2 Mn; 3 Mo; 1 Si; Bal. Fe S31603 17 Cr; 12 Ni; 2 Mn; 3 Mo; 1 Si; Bal. Fe S32100 18 Cr; 11,5 Ni; Ti 5XC minimum Bal. Fe S34700 18 Cr; 11,5 Ni; Nb 8XC minimum Bal. Fe S41000 13 Cr; 1 Mn; 1 Si; Bal. Fe S43000 17 Cr; 1 Mn; 1 Si; Bal. Fe S17400 17 Cr; 4 Ni; 4 Cu; 1 Si; Bal. Fe S41500 13 Cr; 4,5 Ni; 1 Mo; 1 Si; Bal. Fe N08020 35 Ni; 20 Cr; 3,5 Cu; 2,5 Mo; Bal. Fe Různé 85 – 89 Cu; 5 – 11 Sn; 5 – 10 (Zn, Pb, Ni) Pozn.: EN-MAT je EN 10027-2 Systémy označování ocelí – Část 2 – Systém číselného označování [56]. Číslo UNS je Slitiny kovů v unifikovaném číselném systému, 9. vydání ASTM[57].
65
IGC
DOC
13/12
Dodatek D: Tabulka „hraničních“ tlaků a minimální tloušťky (normativní) Technické slitiny Mosazné slitiny (1)
Minimální tloušťka
Vyňatý tlak (tlak vynětí)
Není specifikováno
20,68 MPa (3000 psig)
Není specifikováno Není specifikováno Není specifikováno Není specifikováno
3,44 MPa (500 psig) 3,44 MPa (500 psig) 20,68 MPa (3000 psig) 20,68 MPa (3000 psig)
3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce)
0,17 MPa (25 psig) 0,34 MPa (50 psig) 2,07 MPa (300 psig)
3,18 mm (0,125 palce) 6,35 mm (0,250 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 6,35 mm (0,250 palce)
1,38 MPa (200 psig) 2,6 MPa (375 psig) 2,58 MPa (375 psig) 3,44 MPa (500 psig)
3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 0,762 mm (0,030 palce) 0,762 mm (0,030 palce) Není specifikováno
8,61 MPa (1250 psig) 8,61 MPa (1250 psig) 6,90 MPa (1000 psig) 6,90 MPa (1000 psig) 20,68 MPa (3000) psig 20,68 MPa (3000) psig 20,68 MPa (3000) psig
3,18 mm (0,125 palce) 6,35 mm (0,250 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) 3,18 mm (0,125 palce) Není specifikováno
1,38 MPa (200 psig) 2,58 MPa (375 psig) 2,58 MPa (375 psig) 1,72 MPa (250 psig) 1,72 MPa (250 psig) 1,72 MPa (250 psig) 2,07 MPa (300 psig) 20,68 MPa (3000 psig)
Kobaltové slitiny (2)
Stellit 6 Stellit 6B Měď (3) Slitiny měď-nikl (1) (3) Železné odlitky, nikoliv nerezová ocel
Šedá litina Tvárná litina Odolný Ni, typ D2 Železné odlitky, nerezová ocel
CF-3/CF-8, CF-3M/CF-8M, CG-8M CF-3/CF-8, CF-3M/CF-8M, CG-8M CN-7M CN-7M Slitiny niklu (3)
Hastelloy C-276 Inconel 600 Inconel 625 Inconel X-750 Monel 400 Monel K-500 Nikl 200 Nerezové oceli, k tváření 304/304L, 316/316L, 321, 347 304/304L, 316/316L, 321, 347 Carpenter 20 Cb-3 410 430 X3 NiCrMo 13-4 17-4PH (stárnuté) Cínové bronzi
Pozn.: Tento seznam neobsahuje všechny možné kyslíkové materiály. Jiné materiály se mohou přidat na základě výsledků zkoušek, jak je popsáno v kapitole 4.2.1. Pozn.: Tyto hraniční tlaky platí pro teploty až do 200 °C (392 °F). Pozn.: Vyňatý tlak je definován v Kapitole 3. (1) Válcovací formy pro lití a pro tváření. (2) Tyto slitiny kobaltu se běžně používají pro aplikace posvárových nátěrů kvůli odolnosti proti opotřebení. Použití při vyňatých tlacích vyšších než jak je specifikováno v Dodatku D by se mělo odůvodnit vyhodnocením rizika nebo dalšími zkouškami (viz kapitola 4.2.1). (3) Slitiny niklu se používaly bezpečně u některých aplikací o tloušťce menší než je uvedená v Dodatku D. Použití tenčích průřezů by se mělo odůvodnit vyhodnocením rizika nebo dalšími zkouškami (viz kapitola 4.2.1).
66
IGC
DOC
13/12
Dodatek E: Tabulka minimálních bezpečných vzdáleností (bez bariér) pro regulační a oddělovací kyslíkové stanice/měřicí stanice (informativní) Povaha vystavení se vlivu Nadzemní potrubí (hořlavá kapalina) bez těsné blízkosti mechanických spojů (viz 8.6) V zemi uložená nádrž Tlaková nádoba,(nehořlavá kapalina) s P V 200 bar m3 vodní kapacity (P V 100000 psi.ft3) Skladování hořlavého produktu Skladování kapalného vodíku Transformační stanice Administrativní budova s otvory nebo přívodem pro ventilaci, klimatizaci ve vlastnictví zákazníka Veřejná budova Veřejná komunikace/silnice/železnice/parkoviště Interní komunikace/železnice Elektrický kabel vysokého napětí (nadzemní) Hranice vlastnictví uživatele Interní parkoviště Činnosti, během kterých dochází ke vzniku plamene a / nebo jisker. Pokud se jedná o omezení kouření, viz odstavec 8.6. Poznámky:
Stanice kategorie 1 3
Stanice kategorie 2
Stanice kategorie 3
Stanice kategorie 4
15 m
6m
2m
2m
5m
2m
2m
2m
5m
3m
3m
2m
8m 15 m 15 m
5m 15 m 6m
2m 15 m 3m
2m 15 m 2m
10 m
8m
8m
2m
15 m
10 m
10 m
2m
15 m
10 m
6m
2m
3m 10 m 15 m 15 m
3m 6m 10 m 6m
3m 5m 2m 2m
2m 2m 2m 2m
15 m
8m
3m
2m
1
Stanice kategorie 1: P D2 3000, P 4 bar, D 2,5 cm. Stanice kategorie 2: P D2 3000 1500, P 4 bar, D 2,5 cm. Stanice kategorie 3: P D2 1500, P 4 bar, D 2,5 cm. Stanice kategorie 4: Oddělení a/nebo pouze pro účely měření.
2 3
Kyslíkové stanice by neměly být umístěné bez ochrany pod kabelovým vedením vysokého napětí. U PD2 nad 3000 by se mělo provést speciální vyhodnocení rizika pro stanovení, zda jsou nutné bezpečné vzdálenosti větší než ty uvedené v Dodatku E.
67
IGC
DOC
13/12
Dodatek F: Příklad programu preventivní údržby Pozn.: Intervaly zde uvedené představují pouze příklady a neodrážejí požadovanou či univerzální praxi. a. Potrubní systémy Nízké přelety letadel 1)
Interval provádění kontroly 1 měsíc
Podzemní potrubí Nadzemní potrubí Prohlídka obchůzkou
1) 2)
¼ roku
½ roku
1 rok
2 roky
3 roky
Když je požadováno
x x
x2) x Podzemní potrubí x 2) x Nadzemní potrubí Zkouška těsnosti Prohlídka vnitřku potrubí Efekt dolování (sedání půdy) Prohlídka prostřednictvím nízkých přeletů letadel se používá pouze u dlouhých potrubních vedení. Pokud se neprovádí žádné prohlídky prostřednictvím nízkých přeletů letadel.
x x x
b. Vřetena šoupátka a stanice Prohlídka obchůzkou
Interval provádění kontroly 1 měsíc
Celkový stav Stav potrubí Podpěry Kontrola těsnosti (akustická) Kontrola těsnosti (zkoušky s použitím štětců) Vnitřní prohlídka filtrů
¼ roku
½ roku
1 rok
2 roky
3 roky
Když je požadováno
3 roky
Když je požadováno
x x x x x x
c. Protikorozní systémy Zkoušení, kontrola
Interval provádění kontroly 1 měsíc
Provozní stav Měření/odečítání (chybový proud) Měření/odečítání (parazitní proud) Seřizování ochranného systému Dálkový přenos/výstražná signalizace Elektrické oddělení (oddělovací příruba) Elektrické oddělení (trubkový plášť) Potenciál trubka/země, zapnuto/vypnuto Potenciál trubka/země, zapnuto CIPS
¼ roku
½ roku
1 rok
2 roky
x x x x x x x x x x (5 let)
68
IGC
DOC
13/12 d. Bezpečnostní zařízení a vybavení ve výrobních oblastech Preventivní kontroly zřízení a vybavení Nepřijatelné tlaky 1 měsíc
Interval provádění kontroly ¼ roku
½ roku
Značení mezní hodnoty Monitorování přesnosti a meze Výstražné signalizace a posloupnosti spínání Kontrola zařízení k prevenci nepřijatelných hodnot teploty 1 měsíc
1 rok
2 roky
3 roky
Když je požadováno
2 roky
3 roky
Když je požadováno
2 roky
3 roky
Když je požadováno
x x x
¼ roku
½ roku
Značení mezní hodnoty Monitorování přesnosti a meze Výstražné signalizace a posloupnosti spínání Kontrola zařízení
1 rok x x x
1 měsíc Omezení množství unikajícího plynu
¼ roku
½ roku
1 rok
x
e. Zkoušení bezpečnostního zařízení stanice Interval provádění kontroly 1 měsíc Bezpečnostní uzavírací ventily, uzavírací ventily Pojistné ventily Omezení množství unikajícího plynu Analyzátory na plyn (okolní vzduch) Střešní větráky a radiální ventilátory Zkoušení dalších zařízení
¼ roku
½ roku
2 roky
3 roky
Když je požadováno
x x x x x Interval provádění kontroly 1 měsíc
¼ roku
½ roku
Externím mediem ovládaná šoupátka Ručně ovládané ventily Přístroje s displejem Zkoušení zemnicích systémů s ochranou před bleskem
1 rok
2 roky
3 roky
Když je požadováno
5 let
Když je požadováno
x x x Interval provádění kontroly 1 měsíc
¼ roku
½ roku
Lokální systémy a provozní zařízení Nouzový zdroj energie Ochrana proti blesku a zemnění
f.
1 rok
1 rok
3 roky x
x x
Bezpečnostní zařízení v místech řízení provozu
Zkouška zařízení na
Interval provádění kontroly 1 měsíc
¼ roku
½ roku
Detekci ztrát
1 rok x
69
2 roky
3 roky
Když je požadováno
